[发明专利]一种改性聚酰胺复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚酰胺复合材料的制备方法，涉及聚酰胺新材料领域，包括以下步骤：马来酸酐接枝聚苯醚的制备；氧化石墨烯的表面处理；改性氧化石墨烯的制备；聚苯醚接枝氧化石墨烯的制备；改性聚酰胺复合材料的制备。本发明制备方法通过将聚苯醚接枝到氧化石墨烯上，对聚酰胺进行改性，接枝到聚苯醚上的氧化石墨烯与聚酰胺具有良好的相容性，结合力度高，可以有效提高复合材料的拉伸强度和抗机械冲击性，同时可以有效降低复合材料的吸水率和摩擦系数。

技术领域

本发明涉及聚酰胺新材料领域，具体涉及一种改性聚酰胺复合材料的制备方法。

背景技术

聚酰胺又称尼龙，他的需求量一直居五大通用工程塑料之首，年均需求量增速高达10％。具有良好的力学性能、耐久性、耐腐蚀性和耐热性等性能，被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业。但是其同时存在吸水率高、耐冲击性能差的缺陷，限制了其在以塑料合金带了钢材料潮流中的发展。

中国专利CN100352862C公开了一种低吸水率聚酰胺树脂组合物，主要解决以往技术中组合物力学性能差的问题。本发明通过采用在PA6和低吸率高刚性树脂组合物基础上，添加玻璃纤维的技术方案较好地解决了该问题，可用于热塑性工程材料的工业生产中，包括以下重量份的原料：a)数均分子量为10000-50000的聚己内酰胺树脂100份；b)一种具有反应活性的低吸水率高刚性树脂1-40份；c)选自冲击改性剂、抗氧剂、紫外线稳定剂、润滑剂或着色剂加工助剂中的至少一种0.1-30份；d)玻璃纤维5-100份，本发明中直接将玻璃纤维与聚氨酯进行混合熔融造粒，相容差，影响材料的力学强度。

中国专利CN103073877B公告了一种低吸水率聚酰胺组合物及其制品，所述低吸水率聚酰胺组合物的主要成分包括：(a)聚酰胺，所述聚酰胺的特性粘度为2.0dL/g-3.2dL/g；(b)阻燃剂，所述阻燃剂包括磷系阻燃剂和氮系阻燃剂；(c)阻燃协效剂；(d)玻璃纤维；(e)任选的交联剂；(f)任选的其它物质。制品使用到如上述的低吸水率聚酰胺组合物制成。所述低吸水率聚酰胺组合物应用在电子电器领域。本发明所述的低吸水率聚酰胺组合物，其阻燃性能好，是无卤无红磷的环境友好材料，且机械性能好，吸水率低。但是组合物的硬度高，韧性差，加工性能欠佳。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种改性聚酰胺复合材料的制备方法，本发明制备方法通过将聚苯醚接枝到氧化石墨烯上，对聚酰胺进行改性，接枝到聚苯醚上的氧化石墨烯与聚酰胺具有良好的相容性，结合力度高，可以有效提高复合材料的拉伸强度和抗机械冲击性，同时可以有效降低复合材料的吸水率和摩擦系数。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种改性聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将适量的马来酸酐和聚苯醚加入高速混合机中混合15-20分钟后，加入双螺杆挤出机中，在275-295摄氏度下熔融挤出造粒，即得马来酸酐接枝聚苯醚；

(2)将氧化石墨烯加入去离子水中，搅拌均匀后，放入超声波分散仪中分散15-25分钟，配制成1克/毫升的氧化石墨烯溶液，向石墨烯水溶液中加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，直至无新的褐色絮状物产生；

(3)将步骤(2)制得的混合物反复进行离心洗涤，直至上清液中不含氯离子，将滤料放置80-90摄氏度的真空烘干箱中干燥，即得改性氧化石墨烯；

(4)将步骤(1)制得的马来酸酐接枝聚苯醚加入甲苯中，不断搅拌加热至75-90摄氏度，直至马来酸酐接枝聚苯醚溶解，加入去离子水，继续搅拌混合2-3小时；

(5)将步骤(4)制得的混合溶液升温至115-120摄氏度，加入改性石墨烯和四丁基溴化铵，以300-500转/分钟的速度，搅拌混合反应2-3小时，过滤，将滤料加入有机溶液中进行萃取后，在100-110摄氏度下真空干燥，得到聚苯醚接枝氧化石墨烯；