[發(fā)明專利]復(fù)合填料增強(qiáng)尼龍的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110088771.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112876675A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁玉婕;何大方;史小軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南石墨烯研究院;江蘇江南烯元石墨烯科技有限公司;常州暢銳元材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G69/28
• 分類號(hào): C08G69/28;C08K9/10;C08K3/04;C08K9/06;C08K3/24
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

本發(fā)明涉及尼龍制備方法領(lǐng)域，尤其是復(fù)合填料增強(qiáng)尼龍的制備方法。該制備方法的步驟為：A、鈦酸鹽用端氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行氨基化改性后，用1~2mol/L的酸性溶液調(diào)節(jié)pH 3~4，超聲攪拌制得均勻的鈦酸鹽分散液；B、將鈦酸鹽分散液加入氧化石墨烯水溶液，制得石墨烯/鈦酸鹽復(fù)合材料粉體；該發(fā)明通過構(gòu)筑氧化石墨烯包覆鈦酸鹽結(jié)構(gòu)，借助氧化石墨烯表面豐富的羧基和羥基，使得它能夠與尼龍的端基基團(tuán)形成共價(jià)鍵，從而能夠形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)膠粘點(diǎn)，提高尼龍的穩(wěn)定性，解決尼龍材料耐熱性差以及耐沖擊強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尼龍制備方法領(lǐng)域，尤其是復(fù)合填料增強(qiáng)尼龍的制備方法。

背景技術(shù)

作為工程塑料中最大最重要的品種，尼龍的強(qiáng)大生命力在于其改性后的高性能化。隨著輕量化、小型化進(jìn)程的加快，汽車、通訊、電子電器等各行業(yè)均對(duì)產(chǎn)品提出更為嚴(yán)苛的要求。尼龍材料具有良好的綜合性能，耐疲勞和剛性強(qiáng)度高，耐熱性好，且化學(xué)穩(wěn)定性好，但對(duì)溫度和濕度敏感性較大，從而導(dǎo)致尼龍材料的尺寸穩(wěn)定性差，且低溫沖擊強(qiáng)度低。為了提高尼龍的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、模量、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性，常在尼龍基體中加入增強(qiáng)劑。傳統(tǒng)的尼龍?jiān)鰪?qiáng)方式通過添加金屬粒子、無機(jī)填料、碳材料以物理共混的方式提高尼龍的性能。常規(guī)的增強(qiáng)填料存在兩大缺陷：一方面是通常需要較高的添加量，這就導(dǎo)致尼龍本身的其他性能下降；二是物理混合易使得分布不均，從而出現(xiàn)材料在制作時(shí)體系流動(dòng)性較差且流動(dòng)不均勻，易產(chǎn)生填料的外露。鈦酸鹽系列新材料與石墨烯均具有優(yōu)異的耐磨、力學(xué)性能。但是因?yàn)閮烧叨驾^難均勻地分散在有機(jī)基體中，這就大大降低了他們的使用性能，從而限制了他們的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的尼龍性能較差的不足，本發(fā)明提供了復(fù)合填料增強(qiáng)尼龍的制備方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種復(fù)合填料增強(qiáng)尼龍的制備方法，該制備方法的步驟為：

A、鈦酸鹽用端氨基硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行氨基化改性后，用1~2mol/L的酸性溶液調(diào)節(jié)pH3~4，超聲攪拌制得均勻的鈦酸鹽分散液；

B、將鈦酸鹽分散液加入氧化石墨烯水溶液，制得石墨烯/鈦酸鹽復(fù)合材料粉體；

C、將石墨烯/鈦酸鹽復(fù)合材料粉體與二元胺在水溶液中超聲混合，混合完全后進(jìn)行抽濾，水洗，最后置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理，得到羧酸銨鹽；

D、將戊二酸與己二酸溶解在水溶液中，反應(yīng)得到鹽溶液置于高壓反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為230-250℃，反應(yīng)壓力1.5-3.5Mpa；反應(yīng)1-2小時(shí)后得到尼龍材料的預(yù)聚體；

將干燥后的羧酸銨鹽與尼龍材料的預(yù)聚體在高壓反應(yīng)釜中縮聚，縮聚完成后壓出并干燥，得到尼龍樹脂。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述尼龍的各組分重量配比為：鈦酸鹽分散液1份、氧化石墨烯水溶液0.1-0.2份、二元胺2-3份、二元酸3-6份。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述二元胺為戊二胺、己二胺中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述二元酸為己二酸、乙二酸、丁二酸、癸二酸、十二碳二酸中的至少一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括所述鈦酸鹽為鈦酸鉀、鈦酸鐵鈉、鈦酸鉀鎂的任意一種。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟C中，所述超聲混合的溫度為40-60℃。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟C中，所述石墨烯/鈦酸鹽復(fù)合材料粉體與二元胺在水溶液中超聲混合得到的濃度為30wt%-50wt%。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括步驟D中，所述羧酸銨鹽與尼龍材料的預(yù)聚體所在的高壓反應(yīng)釜中分兩部分溫區(qū)：前溫區(qū)0.5~1h控制反應(yīng)溫度在230~250℃，反應(yīng)釜內(nèi)的壓力在1~3MPa；后溫區(qū)2~3h反應(yīng)釜泄壓至常壓，同時(shí)溫度逐漸上升至280℃。