[发明专利]一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法与应用

权利要求书

1.一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：

（1）将氧化石墨烯溶于去离子水与无水乙醇的混合液中，搅拌1～3h，再将偶联剂在搅拌下滴入后在70～100℃下反应8～24h，过滤得到产物，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤若干次，将糊状物置于60～110℃的干燥箱中烘干，得到改性氧化石墨烯；

（2）将步骤（1）得到的改性氧化石墨烯与内酰胺单体混合，在温度为121～135℃下搅拌1~3h；之后将上述混合单体置于反应釜中，并升温至120～140℃加入催化剂，抽真空除水10～30min后，加入活化剂并搅拌，在170～185℃下聚合，保温20～60min后得到氧化石墨烯改性的尼龙复合树脂；

（3）在步骤（2）中的反应釜中通入高纯氮气，并升温至230～260℃使之熔融，在出料口出料后冷却切粒，得到氧化石墨烯改性的尼龙复合树脂切片；

（4）将步骤（3）得到的切片，置于高压反应釜中，加入溶剂及还原剂，密封后加热至温度60~180℃，并不断搅拌2-6h后逐步冷却至室温，将混合溶液倒出，过滤，洗涤，干燥，分级，即得到石墨烯改性的尼龙复合树脂粉末，

其中，石墨烯改性的尼龙复合树脂切片与溶剂的质量比为1: 5~1:100，高压反应釜的压力在0.2-1.0MPa。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的偶联剂与氧化石墨烯的质量比为1:1～1:4，去离子水与无水乙醇的混合液中无水乙醇的质量百分比为20~80%。

3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，偶联剂选用乙烯基乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、 γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，步骤（2）中改性氧化石墨烯与内酰胺单体的质量比为1:50~1:2000，催化剂用量为内酰胺单体摩尔量的0.2~1.0%，活化剂用量为内酰胺单体摩尔量的0.05~0.8%。

5.根据权利要求1或4所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，步骤（2）中催化剂选自KOH、NaOH、己内酰胺钠、己内酰胺钾、甲醇钠中的一种或几种，活性剂选自异氰酸酯。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所用溶剂选自乙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺中的一种或几种，其中，石墨烯改性的尼龙复合树脂切片与溶剂的质量比为1:5~1:100。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，所述的还原剂与步骤（3）产物的质量比为1:100~1:10000，其中还原剂选自肼类还原剂、柠檬酸钠、氢碘酸中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，肼类还原剂选自肼、水合肼、二甲基肼、苯肼中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法，其特征在于，所述石墨烯改性的尼龙复合树脂粉末粒径在5~80μm，石墨烯改性的尼龙复合树脂粉末制成的样条的拉伸强度为80~150MPa，抗冲击强度为100~180J/m，导电率为10^-6至10^-1S/cm，平均导热系数0.01-1.0W/mK。

10.一种由权利要求1所述的一种石墨烯改性的尼龙复合树脂及其粉末的制备方法得到的石墨烯改性的尼龙复合树脂粉末在3D打印领域中的应用。