[发明专利]一种石墨烯改性尼龙66复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯改性尼龙66复合材料及其制备方法，由尼龙66和聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料以300‑450∶8‑30的质量比经混合、干燥和双螺杆挤出机熔融挤出和冷却制成，其中聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料由聚乙烯醇、氧化石墨烯和水制成。本发明的制备工艺简便易行，通过两步混合将氧化石墨烯/聚乙烯醇包覆材料包覆于尼龙66粒料的表面，省去了现有技术中共聚、高分子溶解析出以及废液处理等一系列复杂的操作流程，制得了分散性良好的石墨烯改性尼龙66复合材料，适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性尼龙66复合材料及其制备方法。

背景技术

尼龙66，学名为聚酰胺66，是工程塑料中产量最大的品种系列，具有众多优良性能，但是其分子主链上存在强极性重复单元——酰胺基团，其造成它在制品尺寸上不稳定，且在水或潮湿环境下使其众多性能下降，从而使其应用受到一定的限制。

氧化石墨烯作为石墨烯的重要衍生物之一，含有羟基、羧基等众多含氧官能团，正是如此，氧化石墨烯可以较好地分散在尼龙66基体中，并与其产生较好的相互作用，热还原之后能展现出石墨烯优异的力学性能和阻隔性，从而达到对尼龙66的改性目的。

目前，石墨烯对尼龙66改性的方法主要有原位聚合法、溶液混合法和熔融共混法，虽然这些方法已经能在实验室进行操作，但是以上方法都存在着一些缺点，如：原位聚合法的制备工艺繁琐、成本高等；溶液混合法需使用有机溶剂、能耗大、环境负担重、成本高；熔融共混法一般先通过前两者方法制备母料，再进行熔融挤出，从而使其也存在前两者方法的缺点，而且这些缺点使其不能实现大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种石墨烯改性尼龙66复合材料。

本发明的另一目的在于提供上述石墨烯改性尼龙66复合材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料。

本发明的又一目的在于提供上述聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种石墨烯改性尼龙66复合材料，由尼龙66和聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料以300-450∶8-30的质量比经混合、干燥和双螺杆挤出机熔融挤出和冷却制成，其中聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料由聚乙烯醇、氧化石墨烯和水制成。

在本发明的一个优选实施方案中，所述聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料由聚乙烯醇、氧化石墨烯和水以7∶0.09-0.45∶40-290的重量比制成。

进一步优选的，所述聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料的制备方法包括如下步骤：

(1)将氧化石墨烯超生分散于适量水中，获得氧化石墨烯分散液；

(2)将聚乙烯醇溶解于适量水中，获得聚乙烯醇溶液；

(3)将上述氧化石墨烯分散液和聚乙烯醇溶液混合并超声分散，获得氧化石墨烯/聚乙烯醇混合液；

(4)将上述氧化石墨烯/聚乙烯醇混合液于35～100℃的温度下，以100-500rpm的转速进行搅拌1-6h，获得所述聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料。

上述石墨烯改性尼龙66复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料与尼龙66的粒料进行混合，搅拌均匀，使粒料被聚乙烯醇/氧化石墨烯包覆材料包覆，得到尼龙66/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合物；

(2)将步骤(1)所得的尼龙66/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合物置于25～100℃的恒温环境下干燥1-6h，以去除尼龙66/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合物中大部分水，防止粒料间粘结，得到尼龙66/氧化石墨烯/聚乙烯醇复合物初样；