[發明專利]一種玻纖-石墨烯-碳納米管混合填充的PA66／PC復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710648520.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107474531B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 盧運來
• 申請（專利權）人: 湖北運來塑膠科技有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L69/00;C08L63/00;C08K13/06;C08K9/02;C08K3/04;C08K7/24;C08K7/14;C08K5/544
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本發明涉及一種玻纖?石墨烯?碳納米管混合填充的PA66/PC復合材料及其制備方法，該復合材料由PA66?PC基體、改性石墨烯?碳納米管混合物、玻璃纖維、硅烷偶聯劑以及環氧樹脂組成。采用該復合材料制得的注塑產品表面質量好，內部分層現象，導熱及力學性能優異。

技術領域

本發明屬于工程塑料技術領域，具體涉及一種玻纖-石墨烯-碳納米管混合填充的PA66/PC復合材料及其制備方法。

背景技術

PA66(聚酰胺66或尼龍66)具有更好的抗沖擊性和更高的強度，廣泛應用于制造機械、汽車、化學與電氣裝置的零件，如齒輪、滾子、滑輪、輥軸、泵體中葉輪、風扇葉片、高壓密封圍、閥座、墊片、襯套、各種把手、支撐架、電線包內層等。PA66具有良好的耐磨性、耐熱性、耐油性及耐化學藥品性，還大大降低了原材料的吸水率和收縮率，PA66本身的收縮率在1％～2％之間，通常加入玻璃纖維可以將其收縮率降低到0.2％～1％，然而加入玻纖后產品表面容易產生浮纖、玻纖外漏等表面不良現象。

PA66可以和其他聚合物共混(例如PC)，滿足不同行業的特殊要求，廣泛用作金屬、木材等傳統材料代用品。聚碳酸酯(PC)具有突出的抗沖性能和抗蠕變性能，耐寒、耐熱性好，吸水率低，制品尺寸穩定。但也存在著加工流動性差、耐溶劑性能差、易應力開裂以及對缺口敏感等缺陷。尼龍(PA)的力學強度高，熔體流動性以及耐油性好，因此，PC和PA材料在性能方面具有較好的互補性。PA66/PC復合材料通常具有沖擊韌性好、耐化學腐蝕性優異等特點，是一種重要的合成材料。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種玻纖-石墨烯-碳納米管混合填充的PA66/ PC復合材料，該復合材料的原料包括PA66和PC組成的基體、改性石墨烯混合物、玻璃纖維、硅烷偶聯劑以及環氧樹脂，其中基體、玻璃纖維、改性石墨烯混合物的重量比為7:3:0.6-1.2，硅烷偶聯劑和環氧樹脂的用量分別為復合材料重量的0.1-0.2％、0.2％，其中改性石墨烯混合物由石墨烯與碳納米管按照1-5:1的質量比混合均勻，加入到質量分數為82-86％的濃硫酸溶液中常溫攪拌7-14min，經過濾、中和、洗滌、乙醇溶液再分散、靜置、冷凍干燥得到。

上述方案中，基體中PA66與PC的重量比為1:0.5-1.5。

上述方案中，所述硅烷偶聯劑為Si550。

本發明的另一目的在于提供一種玻纖-石墨烯-碳納米管混合填充的PA66/ PC復合材料的制備方法，其具體包括以下步驟：(1)將石墨烯和碳納米管按比例混合均勻，將石墨烯混合物加入到濃硫酸溶液中常溫攪拌7-14min，加水稀釋后過濾，濾渣用堿溶液洗滌多次，再用水洗滌至中性，將濾渣分散在乙醇溶液中，再加入玻璃纖維，攪拌后置于0-4℃環境冷藏12-18h，冷凍干燥即得改性石墨烯-玻璃纖維混合物；(2)將改性石墨烯-玻璃纖維混合物、PA66/PC基體、硅烷偶聯劑、環氧樹脂混合均勻，通過雙螺桿擠出機熔融造粒即得。

上述方案中，石墨烯和碳納米管按照1-5:1的質量比混合，濃硫酸的質量分數為82-86％，所述堿溶液為0.1-0.3mol/L的NaOH溶液，所述乙醇溶液體積分數為40-60％。

上述方案中，PA66/PC基體、玻璃纖維、改性石墨烯混合物的重量比為 7:3:0.6-1.2，硅烷偶聯劑和環氧樹脂的用量分別為復合材料重量的0.1-0.2％、 0.2％。

上述方案中，擠出造粒所使用的的雙螺桿擠出機長徑比1:30-40，轉速 330rad/s，熔融溫度240-280℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：(1)玻璃纖維和改性石墨烯提前混合并預先用乙醇分散均勻，便于其在PA66/PC基體中分散，有助于提高注塑產品表面質量；(2)配方中的硅烷偶聯劑和環氧樹脂有助于填料與基體的復合，避免出現分層現象，有助于提高復合材料的力學性能；(3)石墨烯的加入可賦予復合材料較好的導熱及力學性能。

具體實施方式