[发明专利]一种石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，包括以下组分： 60-90质量份的ABS、5-20质量份的环氧树脂、0.01-5质量份的石墨烯、1-6质量份的玻璃纤维、0.01-0.1质量份的硅烷偶联剂、1-2质量份的无水乙醇、0.05-2质量份的抗氧化剂、0.5-3质量份的相容增韧剂；所述石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料包括以下步骤的方法制得：

（1）将60-90质量份干燥的ABS、0.05-2质量份的抗氧化剂和0.5-3质量份的相容增韧剂混合均匀；

（2）将0.01-5质量份的石墨烯加入到5-20质量份的环氧树脂中，在常温下低速搅拌辅助超声分散0.5-3h，制得石墨烯分散液；

（3）将0.01-0.1质量份硅烷偶联剂溶解在1-2质量份无水乙醇中，配制成硅烷偶联剂-乙醇溶液，利用喷雾法将硅烷偶联剂-乙醇溶液喷洒在1-6质量份玻璃纤维上，然后放入烘箱中干燥50-80min，干燥温度90-110℃；

（4）将步骤（1）中混合料经上游喂料口，送入双螺杆挤出机；将步骤（2）中石墨烯分散液经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出 ；将步骤（3）中处理后的玻璃纤维经出气口，送入双螺杆挤出机；以上三种物料利用变量泵控制加入速度，实现均匀加入的目的；

（5）所述的双螺杆挤出机带有抽真空和温控装置，复合材料采用挤出机熔融挤出造粒，自喂料口至挤出模头温度分别是190-210℃，210-240℃，230-250℃，240-260℃，250-270℃，挤出机的机螺杆转速400-1000r/min，加料转速30-60r/min；冷却，切粒制得产品。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述ABS为是丙烯腈 、丁二烯和苯乙烯的共聚物，其中丁二烯单元的百分含量为10-40 wt%。

3.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为二酚基丙烷型环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂和脂环族环氧树脂中的至少一种。

4.根据权利要求1、2或3所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述石墨烯具有以下性能参数：片径为5 -500微米，吸光率为3%-5%。

5.根据权利要求4所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述石墨烯为片径为10-50微米，厚度为1-5nm，比表面积为20m² -800m²/g的单层石墨烯。

6.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，长度为3-12mm。

7.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷，乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的至少一种。

8.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂选自季戊四醇酯、亚磷酸酯、丙酸正十八碳醇酯中的一种或者几种。

9.根据权利要求1所述的石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料，其特征在于，所述相容增韧剂选自硅酮粉、改性乙撑双脂肪酸酰胺、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或者几种。

10.权利要求1-9任一项所述的一种石墨烯/玻璃纤维增强ABS复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将60-90质量份干燥的ABS、0.05-2质量份的抗氧化剂和0.5-3质量份的相容增韧剂混合均匀；

（2）将0.01-5质量份的石墨烯加入到5-20质量份的环氧树脂中，在常温下低速搅拌辅助超声分散0.5-3h，制得石墨烯分散液；

（3）将0.01-0.1质量份硅烷偶联剂溶解在1-2质量份无水乙醇中，配制成硅烷偶联剂-乙醇溶液，利用喷雾法将硅烷偶联剂-乙醇溶液喷洒在1-6质量份玻璃纤维上，然后放入烘箱中干燥50-80min，干燥温度90-110℃；

（4）将步骤（1）中混合料经上游喂料口，送入双螺杆挤出机；将步骤（2）中石墨烯分散液经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出 ；将步骤（3）中处理后的玻璃纤维经出气口，送入双螺杆挤出机；以上三种物料利用变量泵控制加入速度，实现均匀加入的目的；

（5）所述的双螺杆挤出机带有抽真空和温控装置，复合材料采用挤出机熔融挤出造粒，自喂料口至挤出模头温度分别是190-210℃，210-240℃，230-250℃，240-260℃，250-270℃，挤出机的机螺杆转速400-1000r/min，加料转速30-60r/min；冷却，切粒制得产品。