一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料及制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料母料领域，公开了一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将磺化石墨烯和铁盐和亚铁盐加入去离子水中，水热反应制得石墨烯‑Fe3O4纳米复合磁性微粒；（2）将复合磁性微粒表面处理然后加入尼龙6、分散剂，熔融挤出，得到尼龙6熔体；（3）将熔体、聚酰胺‑胺、己二酸、己二胺混合进行缩聚反应，泄压、干燥，粉碎，制得尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料。本发明专利技术制通过采用与尼龙注塑基体相容性良好且高流动性的超支化尼龙6包覆纳米复合磁性微粒制成母料，极大改善了磁粉在尼龙内部的分散性，并且熔体流动性好，加工性能优异，适合推广应用。

A graphene magnetic injection masterbatch for nylon electrical plastics and its preparation method

The invention relates to the field of plastic masterbatch, and discloses a graphene magnetic injection masterbatch for nylon electrical plastics and a preparation method thereof. The preparation process includes: (1) adding sulfonated graphene, iron salt and ferrous salt into deionized water, hydrothermal reaction to prepare graphene-Fe3O4 nanocomposite magnetic particles; (2) surface treatment of composite magnetic particles and adding nylon 6, dispersant, melt extrusion to obtain nylon 6 melt; (3) condensation polycondensation of melt, polyamide-amine, adipic acid and hexanediamine. Graphene magnetic injection masterbatch for nylon electrical plastics was prepared by pressure relief, drying and crushing. The preparation method of the present invention greatly improves the dispersion of magnetic powder in nylon by using nanocomposite magnetic particles coated with hyperbranched nylon 6 with good compatibility and high fluidity with nylon injection matrix, and has good melt fluidity and excellent processing performance, which is suitable for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料及制备方法
本专利技术涉及塑料母料领域，公开了一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料及制备方法。
技术介绍
磁性塑料是七十年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学
的重要基础材料之一，广泛应用于家用电器、汽车、通信设备、检测仪表、计算机、办公设备等领域。近年来，随着中国工业自动化和信息现代化的飞速发展，注塑成型磁体作为电子工业和信息产业的一种重要的功能材料，具有广阔的发展空间。磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁性塑料是指聚合物本身具有强磁性的磁体；复合型磁性塑料是指以塑料或橡胶为粘合剂与磁性粉末混合粘接加工而制成的磁体。具有结构种类的多样性，可用化学方法合成，可得到磁性能与机械、光、电等方面的综合性能，磁损耗小、质轻、柔韧性好、加工性能优越等特点。结构型高分子磁性材料的种类主要有：高自旋多重度高分子磁性材料；自由基的高分子磁性材料；热解聚丙烯腈磁性材料；含富勒烯的高分子磁性材料；含金属的高分子磁性材料；多功能化高分子磁性材料等。复合型磁性材料：复合型磁性塑料是指在塑料中添加磁粉和其他助剂，塑料起黏结剂作用。磁性塑料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁类。其中铁氧体类磁性塑料以其优异性能而广受欢迎。中国专利技术专利申请号201610784672.5公开了一种石墨烯/四氧化三铁磁性纳米复合材料的制备方法及应用，属于磁性纳米复合材料
，包括以下步骤：（1）将氧化石墨烯分散液加入蒸馏水中搅拌超声后离心，取上层氧化石墨烯溶液备用；（2）将FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O混合后加入去离子水溶解；（3）将此溶液加入到氧化石墨烯溶液中，搅拌均匀得混合液；（4）向混合液中滴加氨水后晶化，得到复合材料分散液；（5）将分散液超声后抽滤分离出石墨烯/四氧化三铁磁性纳米复合材料，洗涤干燥后得所述的石墨烯/四氧化三铁磁性纳米复合材料。中国专利技术专利申请号201711405871.1公开了一种磁性塑料母粒及其制备方法，括如下步骤：将聚乙烯60~90份、四氧化三铁纳米颗粒20~30份、氧化铁棕10~15份、润滑剂0.5~2份、增塑剂5~8份、纳米二氧化硅颗粒3~8份、稳定剂1~3份、抗氧化剂3~5份混合均匀，双螺杆挤出机造粒。该专利技术制得的塑料母粒具有磁性和优秀的理化性能，应用广泛，生产工艺简单。根据上述，现有方案中的铁氧体注塑母料，因选择铁氧体磁粉或者铁氧体-石墨烯磁粉，与塑料基体的相容性较差，常规的表面处理手段无法满足高分散的严格要求，导致塑磁产品的力学性能和磁学性能均不理想，另外，存在流动性及磁性较差的缺点，各种塑磁产品在注塑成型时不足以满足形状、尺寸、型号、智能化等各方面的要求。
技术实现思路
目前应用较广的家用电器磁性塑料用的注塑母料制备中，特别是铁氧体磁性塑料，存在磁粉分散性差、流动性差的缺陷，使得塑磁产品在注塑成型时充模不足以满足形状、尺寸、型号等各方面要求不达标。为解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，制备的具体过程为：（1）将磺化石墨烯和铁盐、亚铁盐加入去离子水中，在碱液中通过水热反应制得石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒；（2）先将步骤（1）制得的石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒采用偶联剂进行表面处理，然后加入单羧基封端的尼龙6及分散剂，混合均匀，再在挤出机中熔融挤出，得到分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体；（3）先将步骤（2）得到的熔体置于高压反应釜内，然后加入聚酰胺-胺、己二酸、己二胺配成的聚酰胺-胺盐溶液中，在氮气保护下加热进行缩聚反应，生成超支化尼龙6，再泄压、干燥，制得超支化尼龙6-纳米磁性微粒复合材料，最后用粉碎机粉碎，制得尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料。优选的，步骤（1）所述铁盐为氯化铁、溴化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种。优选的，步骤（1）中：磺化石墨烯18~25重量份、铁盐15~20重量份、去离子水55~67重量份。优选的，步骤（1）所述水热反应的温度为140~180℃，压力为1~2MPa，时间为4~8h。优选的，步骤（2）所述偶联剂为异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯中的至少一种。优选的，步骤（2）所述分散剂为亚甲基双萘磺酸钠、亚甲基双甲基萘磺酸钠中的至少一种。优选的，步骤（2）中，石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒20~30重量份、偶联剂1~3重量份、单羧基封端的尼龙665~78重量份、分散剂1~2重量份。优选的，步骤（3）中，分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体20~30重量份、聚酰胺-胺10~15重量份、己二酸20~30重量份、己二胺25~50重量份。优选的，步骤（3）所述缩聚反应的压力为3~5MPa，温度为240~280℃，时间为50~100min。由上述方法制备得到的一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料，以磺化石墨烯和铁离子为原料，通过水热反应得到石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒；将石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒表面利用偶联剂处理，加入单羧基封端的尼龙6中混合，辅以分散剂等投入挤出机中熔融挤出，收集分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体，置于高压反应釜内，加入聚酰胺-胺与己二酸、己二胺配成的聚酰胺-胺盐溶液混合，在氮气保护下升温发生缩聚反应生成超支化尼龙6，然后泄压、除水干燥得到超支化尼龙6-纳米磁性微粒复合材料，最后用粉碎机粉碎即可。本专利技术提供了一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：1、提出了采用超支化尼龙6包覆纳米复合磁性微粒制备尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的方法。2、通过采用与尼龙注塑基体相容性良好且高流动性的超支化尼龙6包覆纳米复合磁性微粒制成母料，极大改善了磁粉在尼龙内部的分散性。3、本专利技术借助超支化尼龙6的高流动性可制得均一性良好的家用电器注塑制品，熔体流动性好，利于充满模腔，克服了常规制品因流动性及磁性较差导致各种塑磁产品在注塑成型时充模不足以满足形状、尺寸、型号等各方面要求不达标的缺陷。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术的范围仅限于以下的实例。在不脱离本专利技术上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本专利技术的范围内。实施例1（1）将磺化石墨烯和铁盐、亚铁盐加入去离子水中，在碱液中通过水热反应制得石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒；铁盐为氯化铁；亚铁盐为氯化亚铁；水热反应的温度为160℃，压力为1.6MPa，时间为5h；其中：磺化石墨烯21重量份、铁盐17重量份、氯化亚铁15重量份、去离子水62重量份；（2）先将步骤（1）制得的石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒采用偶联剂进行表面处理，然后加入单羧基封端的尼龙6及分散剂，混合均匀，再在挤出机中熔融挤出，得到分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体；偶联剂为异丙基三（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯；分散剂为亚甲基双萘磺酸钠；其中，石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒24重量份、偶联剂2重量份、单羧基封端的尼龙673重量份、分散剂1重量份；（3）先将步骤（2）得到的熔体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：（1）将磺化石墨烯和铁盐、亚铁盐加入去离子水中，在碱液中通过水热反应制得石墨烯‑Fe3O4纳米复合磁性微粒；（2）先将步骤（1）制得的石墨烯‑Fe3O4纳米复合磁性微粒采用偶联剂进行表面处理，然后加入单羧基封端的尼龙6及分散剂，混合均匀，再在挤出机中熔融挤出，得到分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体；（3）先将步骤（2）得到的熔体置于高压反应釜内，然后加入聚酰胺‑胺、己二酸、己二胺配成的聚酰胺‑胺盐溶液中，在氮气保护下加热进行缩聚反应，生成超支化尼龙6，再泄压、干燥，制得超支化尼龙6‑纳米磁性微粒复合材料，最后用粉碎机粉碎，制得尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料。

【技术特征摘要】
1.一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，其特征在于，制备的具体过程为：（1）将磺化石墨烯和铁盐、亚铁盐加入去离子水中，在碱液中通过水热反应制得石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒；（2）先将步骤（1）制得的石墨烯-Fe3O4纳米复合磁性微粒采用偶联剂进行表面处理，然后加入单羧基封端的尼龙6及分散剂，混合均匀，再在挤出机中熔融挤出，得到分散有纳米复合磁性微粒的尼龙6熔体；（3）先将步骤（2）得到的熔体置于高压反应釜内，然后加入聚酰胺-胺、己二酸、己二胺配成的聚酰胺-胺盐溶液中，在氮气保护下加热进行缩聚反应，生成超支化尼龙6，再泄压、干燥，制得超支化尼龙6-纳米磁性微粒复合材料，最后用粉碎机粉碎，制得尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料。2.根据权利要求1所述一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述铁盐为氯化铁、溴化铁、硫酸铁、硝酸铁中的至少一种；所述亚铁盐为氯化亚铁。3.根据权利要求1所述一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中：磺化石墨烯18~25重量份、铁盐15~20重量份、亚铁盐10-15重量份、去离子水55~67重量份。4.根据权利要求1所述一种尼龙电器塑料用石墨烯磁性注塑母料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述水热反应的温度为140~18...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51