[发明专利]一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：由以下组分按重量份制备而成：PA66：400-560份、PA6：100-140份、连续玻璃纤维：300-500份、改性石墨烯：5-15份，抗氧剂：6-10份、复配抗水解剂：2 -6份、复配光稳剂:3-5份、润滑剂：4-8份、金属氧化物：5-15份、黑母粒：5-15份；所述改性石墨烯是指石墨烯经十二烷基苯磺酸钠和硅烷偶联剂对其表面进行预处理形成的。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的PA6在230℃/2.16Kg下的熔融指数为20g-40g/10min；所述的PA66在275℃/0.325Kg下的熔融指数为20-30g/10min。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的连续玻璃纤维选自无碱玻璃纤维，其直径为13-22μm、线密度为1200-4800g/km。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述改性石墨烯的粒径为24~220微米、厚度为2.5~50微米，其中碳含量大于98%。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂是由N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺和三［2.4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯按重量份比为1：2组成。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的复配抗水解剂是由聚碳化二亚胺和二异丁基二硫代磷酸铜按重量比为1:1组成。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的复配光稳剂是由受阻胺光稳剂N,N’-二甲酰－N,N’-二（2,2,6,6-四甲基－4－哌啶）-六亚甲基二胺和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按重量份比为1:1组成。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料，其特征在于：所述的润滑剂选自乙烯-丙烯酸共聚蜡、硬脂酸钙、硅酮和季戊四醇硬脂酸脂中的一种或者两种以上的混合物；

所述的金属氧化物为氧化锌或者氧化钙中的一种或者两种混合物，金属氧化物的粒径为4-25微米；

所述的黑母粒为高黑色素蓝相炭黑和乙烯-醋酸乙烯共聚物构成，其中炭黑含量大于90%；所述黑母粒在试验温度190℃、试验负荷21.6Kg下的熔融指数为5-10g/10min。

9.如权利要求1-8任一项所述的石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）石墨烯的预处理：将石墨烯加到高混机中，再加入分别占石墨烯质量1%的十二烷基苯磺酸钠和0.5%的硅烷偶联剂KH-560，在50-60℃高速混合4-6分钟对其进行表面预处理；

（2）将预处理后的石墨烯和PA66、PA6、抗氧剂、复配抗水解剂、复配光稳剂、润滑剂、金属氧化物和黑母粒依次加入到高混机中在40-60℃混料3-5分钟；

（3）将混和均匀的混合物料加到双螺杆挤出机中，经熔融塑化后注入到浸渍设备中；同时将连续玻璃纤维通过浸渍设备的入口通道引入到浸渍设备中交替绕过成组的张力辊后沿折线前进，连续玻璃纤维被张力辊均匀的分散浸渍并与熔融树脂均匀分散后通过定型口模，经冷却、牵引、切粒成长度为6-25mm的石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料。

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯、连续玻纤协同增强聚酰胺复合材料的制备方法，其特征在于：所述的双螺杆挤出机的螺杆直径65mm、螺杆的长径比为40：1，其料斗的干燥温度为80-90℃，混合熔融温度为：第一段140-160℃、第二段230-240℃、第三段250-260℃、第四段260-270℃、第五段270-280℃，熔体温度为250-270℃，机头温度为265-275℃；

所述浸渍设备的温度为280-300℃；所述定型口模的尺寸2.5-3.5mm；

所述的PA66、PA6在混合前于温度90-100℃的环境下干燥6-8h。