[發明專利]一種石墨烯/PA10T納米復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910975097.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN112724666A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 楊桂生;付緒兵
• 申請（專利權）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08K9/06;C08K9/04;C08K3/04;C08J3/205;B82Y30/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

本發明公開了一種石墨烯/PA10T納米復合材料及其制備方法，先將石墨烯粉體進行功能化處理，然后將功能化石墨烯粉體分散于溶劑中制成功能化石墨烯漿體，將PA10T樹脂粒料加入到功能化石墨烯漿體中，經充分均勻混合和烘干后得石墨烯/PA10T共混粒料，將共混粒料及相關助劑置于雙螺桿擠出機中，經擠出、牽條和造粒，得石墨烯/PA10T納米復合材料。本發明實現了石墨烯在PA10T基體的均勻分散，能充分的發揮出石墨烯材料的優異性能，可以依據石墨烯不同的添加量制備出高強、導電或導熱的PA10T復合材料。并且本發明制備工藝簡便，適合工業化大規模生產，進一步拓寬了特種工程塑料PA10T的應用領域。

技術領域

本發明方法屬于高分子技術領域，涉及高性能的石墨烯/PA10T納米復合材料及其制備方法。

背景技術

PA10T是對苯二甲酸與癸二胺的均聚物，熔點達320℃左右，具有優異的耐熱性、耐化學性、相對低的吸水率、良好的尺寸穩定性，加之合成其原料之一的癸二胺來自于蓖麻，屬于生物技術環保材料，因此，PA10T具有很強的市場競爭力。目前PA10T主要應用于繼電器、連接器和電容器等各種電子元器件和線路板中。當PA10T應用于航空航天、軍工和化工等有特殊要求的領域時，其力學性能并不能達到要求。

石墨烯是已知的世上最薄、最輕的二維碳納米材料，具有非凡的光學、電學和力學特性，被稱為“新材料之王”，是當今納米科學和納米技術領域研究最為熱點的材料之一。石墨烯的拉伸強度為130GPa，楊氏模量達到1.0TPa，是已發現的材料中強度最強的材料。因此，石墨烯在增強高分子材料的研究中將能發揮重大的作用。相比于傳統的玻纖、碳纖增強改性，石墨烯在增強聚合物材料時具有許多其他增強材料所無法比擬的優勢：一、相比于傳統的增強材料，只需添加很少量的石墨烯即可達到同樣的增強效果，由于添加量很少，對聚合物基體幾乎沒有什么影響；二、適量石墨烯的加入，除了增強外，對整個基體的綜合性能都有一定的改善，如可以同時有增韌的效果、提高熱穩定性、加速結晶、降低材料的吸水率、提高阻燃性能和改善加工性能等。以上優勢都是其他增強材料所不能同時具備的。

另一方面，石墨烯在高分子材料中的應用也有個比較大的難題，就是石墨烯很難在聚合物基體達到均勻的分散，石墨烯天生的二維薄膜狀結構使得其片與片之間很容易團聚。如果石墨烯不能在聚合物基體均勻的分散，則石墨烯優異的性能也很難得到體現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能使石墨烯均勻分散于聚合物基體、工藝簡單、能夠進行大規模生產的制備方法，所制備的石墨烯/PA10T納米復合材料具有突出的力學性能。

除非另外定義，本發明所使用的所有科技術語具有如本發明所屬領域中的普通技術人員所共知的相同含義。在出現矛盾的情況下，以包括定義的本說明書為準。

本發明描述了合適的方法和材料，但類似于或相當于本發明所述方法和材料可用于實施或檢驗本發明。在本發明中，所述的份數都為質量份數。

一種石墨烯/PA10T納米復合材料及其制備方法，包括以下步驟：

(1)將石墨烯粉體進行功能化處理，得功能化石墨烯粉體；

(2)將功能化石墨烯粉體分散于溶劑中，得功能化石墨烯漿體；

(3)將PA10T樹脂粒料加入到功能化石墨烯漿體中，經充分均勻混合和烘干，得石墨烯/PA10T共混粒料；

(4)將共混粒料及相關助劑置于雙螺桿擠出機中，經擠出、牽條和造粒，得石墨烯/PA10T納米復合材料。

進一步的方案，所述步驟(1)中的石墨烯是指純石墨烯或氧化石墨烯，層數為10層以下，比表面積為20～2000m²/g，其含量占PA10T質量的0.01～5％。

可選地，所述步驟(1)中的功能化處理是指將石墨烯粉體與偶聯劑共混后進行研磨處理；