[发明专利]一种含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料及制备方法

权利要求书

1.一种含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料，其特征在于，由以下重量份的物质组成：聚丙烯树脂100份，纳米钻石烯2～8份，抗氧化剂168 0.5～1份，抗氧化剂1010 0.1～1份，滑石粉1～10份。

2.如权利要求1所述的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯树脂的熔体流动速率2～8g/min；所述纳米钻石烯由50nm、75nm、100nm三种不同粒度的纳米钻石烯组成，三者的质量比为(2～3)：(4～5)：(1～2)。

3.如权利要求2所述的含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料，其特征在于，所述纳米钻石烯依次经过活化和偶联剂修饰处理：

其中，活化步骤为：

①超声波碱洗：将纳米钻石烯倒入浓度为10%～12%的氢氧化钠溶液中，同时以35～45 KHz的超声频率进行超声清洗，溶液温度控制在50～60℃之间，搅拌速度为35～40rpm，超声清洗时间为20～30min；

②超声波清洗：将步骤①处理过的钻石烯放入去离子水溶液中进行超声清洗，超声频率为30～40KHz，同时以10～20rpm的搅拌速度进行搅拌，搅拌时间15～20min，测量上层清液pH值，反复清洗直至pH=7；

③酸洗活化：配置浓度为25%～30%的稀硝酸溶液，将步骤②中处理过的纳米钻石烯放入稀硝酸溶液，溶液温度25～30℃左右，搅拌速度30～35rpm，搅拌时间15～20min；

④超声波水洗：将步骤③中处理过的纳米钻石烯放入去离子水中，同时加以30～35KHz的超声频率，并以10～20 rpm的搅拌速度进行搅拌，搅拌时间15～20min，测量上层清液pH值，反复清洗直至pH=7；

偶联剂修饰步骤为：

将活化处理的纳米钻石烯分散在异丙醇中，不断搅拌的同时加入钛酸酯偶联剂TMC-TTS，体系于80～90℃的真空烘箱里烘2～3h，直至溶剂挥发，制得经偶联剂修饰的纳米钻石烯。

4.如权利要求3所述的含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料，其特征在于，偶联剂修饰步骤中：活化处理过的纳米钻石烯与异丙醇的用量比为（1～2）g:100ml，钛酸酯偶联剂TMC-TTS的质量为纳米钻石烯质量的4～10%。

5.权利要求1-4任一所述的含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按比例称取聚丙烯树脂、纳米钻石烯、抗氧化剂168、抗氧剂1010及滑石粉；

2）将纳米钻石烯与聚丙烯树脂混合10～15min，再添加抗氧化剂168、抗氧化剂1010及滑石粉，继续混合25-30min，得到混合料；

3）再将混合料挤出造粒；所得粒料经烘干后注塑即得。

6.如权利要求5所述的含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3）中，挤出造粒具体操作为：倒入同向双螺杆挤出机中于210℃下进行造粒；烘干是在80℃烘箱中烘1～1.5h；注塑温度为230℃。

7.如权利要求6所述的含有纳米钻石烯的聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，双螺杆挤出机的螺杆为通用螺杆，转速为100～110r/min，挤出温度从加料口到机头的各区域温度分别为T1=180～185℃、T2=190～195℃、T3=195～200℃、T4=205～210℃、T5=200～210℃，机头温度T6=210℃；注射机的料筒温度从加料口到机头的各区域温度分别为T1=180～185℃、T2=190～195℃、T3=205～210℃、T4=210～215℃、T5=200～205℃，机头温度T6=200℃。