[发明专利]一种高含量石墨烯改性尼龙6母粒及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于，包括以下原料：己内酰胺、氧化石墨烯、偶联剂、分散剂、催化剂和分子量调节剂；所述氧化石墨烯的粒径为10～50nm；所述偶联剂为硅烷类偶联剂，包括硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的一种或几种；所述分散剂为含有酰胺基或羰基的有机化合物，包括芥酸酰胺、油酸酰胺、椰子油二乙醇酰胺、季戊四醇酯、油酸异辛酯或聚乙二醇酯中的一种或几种；所述催化剂为水、亚磷酸三苯酯或磷酸中的一种或几种；所述分子量调节剂为有机酸类化合物，包括己二酸、草酸、对苯二甲酸、硬脂酸、葵二酸或苯甲酸中的一种或几种；

所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒的制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯、偶联剂混合，加热超声搅拌，然后加入分散剂，加热搅拌，再加入催化剂，加热搅拌，得石墨烯浆液；

（2）将己内酰胺和分子量调节剂加入聚合釜中，加热至己内酰胺熔化，在搅拌下，加入步骤（1）所得石墨烯浆液，待石墨烯浆液加料完毕，继续升温搅拌进行开环反应后，开始抽真空，加热搅拌聚合，停止搅拌，平衡静止，降温充氮出料，冷却切粒，得高含量石墨烯改性尼龙6母粒半成品；

（3）将步骤（2）所得高含量石墨烯改性尼龙6母粒半成品进行热水萃取，烘干，得高含量石墨烯改性尼龙6母粒。

2.根据权利要求1所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于，各原料的重量份如下：己内酰胺：100份，氧化石墨烯：1～15份，偶联剂：0.1～2.0份，分散剂：0.3～4.0份，催化剂：1.0～3.0份，分子量调节剂：0.1～1.0份。

3.根据权利要求2所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于：步骤（1）中，氧化石墨烯、偶联剂混合后，所述加热的温度为60～100℃，搅拌的速度为40～100r/min，超声的频率为20～40Hz，超声搅拌的时间为10～30min；分散剂加入后，所述加热的温度为60～120℃，搅拌的速度为200～300r/min，搅拌的时间为5～20min；催化剂加入后，所述加热的温度为60～80℃，搅拌的速度为60～100r/min，搅拌的时间为5～10min。

4.根据权利要求3所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于：步骤（2）中，所述加热至己内酰胺熔化的温度为50～90℃；加入石墨烯浆液的搅拌速度为40～150r/min；所述开环反应的温度为250～280℃，时间为3～6h，开环反应时的搅拌速度为40～150r/min。

5.根据权利要求4所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于：步骤（2）中，所述抽真空后的真空度为-0.03～-0.08MPa；所述加热搅拌聚合的温度为260～290℃，加热搅拌聚合的时间为1～3h，搅拌的速度为40～150r/min。

6.根据权利要求5所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于：步骤（2）中，所述平衡静止的时间为30～120min；所述降温充氮出料是指降温至250～260℃后，充氮至压力为0.1～0.3MPa，并在此压力下出料；所述冷却为水槽冷却。

7.根据权利要求6所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒，其特征在于：步骤（3）中，所述热水萃取的水温为90～100℃，热水萃取的料液比为1:2～4，热水萃取的总时间为1.5～2.5h，热水萃取的次数≥2次；所述烘干的温度为100～120℃，时间为3～5h。

8.一种如权利要求1~7任一所述高含量石墨烯改性尼龙6母粒的应用，其特征在于：将其用于制造导热、导电尼龙复合材料和永久性抗静电尼龙6纤维或永久性抗静电尼龙66纤维。