[发明专利]一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料包括以下组分及重量份数：工程塑料60‑95份、聚轮烷1‑10份、石墨烯0.5‑10份、蒙脱土0.5‑10份、增容剂0‑20份、热稳定剂0.3‑2份、加工助剂0.2‑2份；工程塑料选自聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。本发明中加入了石墨烯、蒙脱土和聚轮烷，三者之间的相互作用实现了聚轮烷、石墨烯和蒙脱土之间的良好分散，使本发明的工程塑料纳米材料具有增强增韧和阻燃的效果。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域,特别涉及一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料及其制备方法。

背景技术

纳米材料是二十一世纪发展起来的新型材料，是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。最常见的纳米材料包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等。近年来，纳米材料在半导体、纳米陶瓷、生物医药、生命科学、纳米催化、纳米传感器等领域已经被广泛应用。但是，作为一类新型材料，纳米材料在工程塑料领域的应用仍然乏善可陈。制约纳米材料在工程塑料中的应用的最大技术瓶颈是纳米材料在塑料中很难实现很好的分布和均匀的分散。聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯师常用的工程塑料，具有密度低、耐化学性能好、价格便宜等优点，但是由于聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯是非极性的高分子材料，而纳米材料极性高，尺寸小，通常很难在聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯中实现很好的分散；而使用常见填料对聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯进行填充，填充量大且很难做到同时增韧增强。

发明内容

本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料，在增韧增强的同时具备阻燃性能。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料包括以下组分及重量份数：

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，聚酰胺选自一种或多种二元酸和一种或多种二元胺的缩合产物、一种或多种氨基羧酸的缩合产物、一种或多种环内酰胺的开环聚合产物以及一种或多种二元胺、一种或多种二元酸、一种或多种内酰胺和一种或多种氨基酸的共聚产物中的一种。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度为0.68-1.3ml/g，优选为0.71-1.2ml/g，最优选为0.8-1.1ml/g。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的特性粘度为0.68-1.3ml/g，优选为0.71-1.2ml/g，最优选为0.8-1.1ml/g。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，石墨烯为厚度1-100nm的单层石墨烯。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，增容剂为马来酸酐接枝聚酰胺，且马来酸酐接枝率为0.2-5％。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，马来酸酐接枝聚酰胺的粘度低于0.2％。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，蒙脱土的径厚比为90-110，层间距为2.5-3.4nm。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，热稳定剂选自酚类、胺类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、丙烯酰基官能团与硫代酯的复合物类和杯芳烃中的至少一种。

在上述的一种石墨烯蒙脱土填充工程塑料纳米材料中，加工助剂选自低分子酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类和酰胺类中的至少一种。