[发明专利]一种尼龙复合材料的改性与着色方法

权利要求书

1.一种尼龙复合材料的改性与着色方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：

A.制备改性凹凸棒土纳米材料

(1)凹凸棒土的活化处理：于70-100℃制备钠盐饱和水溶液，搅拌下缓慢加入纳米凹凸棒土，降温到室温，固体结晶析出；加入去离子水至钠盐晶体全部溶解，过滤去除钠盐水溶液；获得的凹凸棒土加到10-25wt％的氢氧化钠溶液中，加热到30-50℃后保温搅拌9-12小时，降至室温后滤出溶液，凹凸棒土用弱酸溶液洗涤至中性，再用去离子水洗涤2-3次，干燥研磨粉碎得到活化处理后的凹凸棒土纳米材料；

(2)凹凸棒土的纳米包覆改性：步骤(1)活化处理的纳米凹凸棒土分别加入到含有不同颜色氧化物或硫化物纳米材料的醇类溶剂中，凹凸棒土与氧化物纳米材料/硫化物纳米材料的质量比为(10-20)∶(3-5)，常温下搅拌1-3小时；静置分层，过滤，沉淀物为改性凹凸棒土纳米材料；

B、制备含改性凹凸棒土的尼龙色母粒：将尼龙颗粒加入到步骤A获得的改性凹凸棒土纳米材料中，其中改性凹凸棒土纳米材料与尼龙颗粒的质量比为1∶(3-10)，超声搅拌20-45分钟后，通过高速混炼机混炼后，加压挤出成粒，得到含凹凸棒土尼龙色母粒；

C、制备凹凸棒土/尼龙复合材料，将步骤B制备的尼龙色母粒与尼龙颗粒或切片熔融共混，加入纳米二氧化硅复合微球和助剂，尼龙色母粒与尼龙材料的质量比为100∶(100-700)；纳米二氧化硅复合微球与尼龙材料的质量比为：(3-15)∶100；分散混合后，加压挤出成粒，得到凹凸棒土/尼龙复合材料；所述纳米二氧化硅复合微球是粒径为50nm金属或金属氧化物纳米颗粒分散在100-500nm二氧化硅微球中，该金属或金属氧化物为锌、铁、锡、铅、银、铜、铂、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化锌、氧化铁、氧化锡、氧化铅、氧化铜、氧化镁、氧化钡、氧化锶、氧化铝、氧化镓、氧化铟、氧化铊、氧化锗、氧化锑、氧化铋和/或氧化钋；金属或金属氧化物纳米颗粒与二氧化硅的质量比为(0.1～0.4)∶1。

2.如权利要求1所述的尼龙复合材料的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤A的具体操作如下：

(1)凹凸棒土的活化处理：于70-100℃制备钠盐饱和水溶液，搅拌下缓慢加入纳米凹凸棒土，钠盐饱和溶液与凹凸棒土的质量比为(1-3)∶1；升温至沸点后，降温到室温，固体结晶析出；加入去离子水，加温到50-100℃至钠盐晶体全部溶解，过滤去除钠盐水溶液；获得的凹凸棒土加到10-25wt％的氢氧化钠溶液中，加热到30-50℃后保温搅拌9-12小时，降至室温后滤出溶液，凹凸棒土用pH≥5弱酸中和洗涤一次，再用去离子水洗涤2-3次，干燥研磨粉碎得到活化处理后的凹凸棒土纳米材料；

(2)凹凸棒土的纳米包覆改性：步骤(1)活化处理的纳米凹凸棒土分别加入到含有不同颜色的纳米氧化物或硫化物的醇类溶剂中，醇类溶剂与凹凸棒土纳米材料、氧化物纳米材料/硫化物纳米材料三者质量比为100∶(10-20)∶(3-5)，常温下搅拌1-3小时；静置分层，下层沉淀物即为表面包覆氧化物或硫化物纳米粒子的凹凸棒土纳米材料。

3.如权利要求1所述的尼龙复合材料的改性与着色方法，其特征在于，

所述凹凸棒土粒径在100nm以下，长径比在10以上；

所述钠盐为硫酸钠、三水合醋酸钠、无水醋酸钠、甲酸钠或丙酸钠；

所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、苯甲醇、乙二醇、异丙醇中一种或多种混合。

4.如权利要求1所述的尼龙复合材料的改性与着色方法，其特征在于，所述步骤A中的氧化物纳米材料为氧化锌、氧化钛、氧化钴、氧化铁、氧化铜、氧化硒、氧化镁、氧化锰、氧化钠、氧化硅、氧化锆、氧化钙、氧化钾、氧化钡、氧化锡、氧化锶、氧化锑、氧化钨和/或氧化铬；所述氧化物纳米材料粒径50nm以下；

所述步骤A中的硫化物纳米材料为硫化锌、硫化锡、硫化铁、硫化镁、硫化铜和/或硫化镉；所述硫化物纳米材料的粒径在3-100nm。