[发明专利]含有石墨烯的耐划伤高分子复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有石墨烯的耐划伤高分子复合材料，其由基体树脂70‑100重量份、单层石墨烯1‑10重量份、聚醚胺0.5‑3.0重量份、热稳定剂0.2‑2.0重量份和加工助剂0.2‑2.0重量份组成，其中单层石墨烯的厚度为1‑100nm，聚醚胺为端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的至少一种。该高分子复合材料在基体树脂中加入特定结构和用量的单层石墨烯和聚醚胺，并辅以热稳定剂和加工助剂，很大程度上提高了复合材料的耐划伤性能、导电性能及拉伸性能，其所形成的高分子复合材料可广泛应用于一些对材料韧性要求较高的领域，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种改性高分子复合材料及其制备方法，尤其涉及一种含有石墨烯的耐划伤高分子复合材料及其制备方法，属于复合材料成型加工技术领域。

背景技术

随着汽车工业的发展，新材料特别是高分子材料迎来了良好的发展机遇。高分子材料具有密度低、易加工、绝缘性好、价格低廉等诸多优点在车用材料中得到了广泛的应用。但是，随着人们生活水平的提高，消费者对车用材料的外观美学提出了更高的要求。例如，越来越多的汽车厂商对材料的划伤性能提出了要求，而材料自身的耐划伤性能较差也限制了其广泛应用。为拓宽高分子材料的应用领域，解决耐划伤性能较差的问题，材料工程师也对高分子材料的划伤性能进行了大量的研究，针对材料耐划伤性能的研究已有大量的报导。如中国专利CN102030944A公开了一种耐划伤聚丙烯组合物及其制备方法，通过加入聚硅氧烷润滑剂提高材料的耐划伤性能；中国专利CN101173074B公开了一种具有耐划伤性能的聚丙烯组合物及其制备方法，通过添加脂肪族伯酰胺润滑剂降低材料的表面摩擦系数，提高聚丙烯材料的耐划伤性能，润滑剂的加入在一定程度上可以改善材料的耐划伤性能，但在材料的长期使用过程中，润滑剂容易析出，使得材料的外观及使用性能收到了严重的影响；中国专利CN104356509A公开了一种高硬度耐划伤高光泽改性聚丙烯材料，通过在材料中加入聚甲基丙烯酸甲酯，提高材料的表面硬度，进而改善材料的耐划伤性能；中国专利CN1631960A公开了一种高刚性、高韧性耐划伤滑石粉填充聚丙烯及其制备方法，通过加入有机硅弹性体的方法提高材料的耐划伤性能。然而以上的方法对材料耐划伤性能的改善程度有限，并且其使用局限性较大。

石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”。石墨烯的发现不仅丰富了碳材料，而且其特殊的纳米结构和优异的力学、电学、热学及光学等性能，使得石墨烯展示出重大的科学意义和应用价值。石墨烯是一种碳原子杂化排列的单原子层二维晶体，呈六角环形片状体，形成蜂窝状结晶结构，石墨烯特殊的单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质，如高模量(1060GPa)、高强度(130GPa)、高比表面积(2600m²/g)、室温下高速的电子迁移率(20000cm²/Vs)、高的热导率(3000W/mK)、量子霍尔效应等，这些优异的性能使得石墨烯在很多领域有着光明的应用前景，成为科学界研究热点。

发明内容

为解决上述高分子材料所出现的技术问题，本发明提供了一种含有石墨烯的耐划伤高分子复合材料及其制备方法，制备所得的该高分子复合材料具有较高的耐划伤性能、导电性能和刚性。

本发明的技术方案是：

一种含有石墨烯的耐划伤高分子复合材料，由以下各组分组成：基体树脂70-100重量份、单层石墨烯1-10重量份、聚醚胺0.5-3.0重量份、热稳定剂0.2-2.0重量份和加工助剂0.2-2.0重量份；

所述单层石墨烯的厚度为1-100nm；

所述聚醚胺为端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的至少一种。

其进一步的技术方案是：

所述基体树脂为聚丙烯和工程塑料的混合物，其中聚丙烯为70-80重量份，工程塑料为15-20重量份。

所述基体树脂为聚丙烯和聚乙烯的混合物，其中聚丙烯为70-80重量份，聚乙烯为15-20重量份。