一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羟基化石墨烯增强纤维导热的制备方法，包括以下重量份的组分：0.5‑5份羟基化石墨烯、0.5‑2份显色填料、0.1‑1份抗氧剂、93‑98份尼龙母料。采用熔融共混法，以双螺杆挤出机混合羟基化石墨烯和尼龙母料混合。本发明专利技术得到的羟基化石墨烯改性尼龙材料抗疲劳强度和刚性较高、力学性较好、摩擦系数低、耐磨性好，导热系数也从0.2W/(m·K)提高到0.8‑1.0W/(m·K)，而电阻率都在10

A preparation method of heat conduction of nylon fiber reinforced by hydroxy fossil graphene

【技术实现步骤摘要】
一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法。
技术介绍
尼龙是应用广泛的工程塑料之一，其抗疲劳强度和刚性较高、力学性较好、摩擦系数低、耐磨性好，具有优良的综合性能，被广泛应用在机械、电子、汽车、航空等领域；但由于其导热系数低，强度、热稳定性等相对较差，不能满足现代工业的发展要求。石墨烯是一种碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料，也是目前为止世界上已知的最薄、最坚硬的纳米材料，超高的比表面积、优异的导电性、超高的导热性、韧性和屏蔽性等特性使它在增强高分子复合材料导热导电领域有望发挥极佳的作用。但是石墨烯是一种疏松的纳米材料，表面能大，在高分子复合材料中极易发生团聚，这限制了石墨烯在高分子复合材料中的应用。本专利技术通过将石墨烯进行表面改性处理得到羟基化石墨烯，将羟基化石墨烯与尼龙母料以熔融共混法在双螺杆挤出机内进行密炼、混合得到分散均匀的羟基化石墨烯尼龙复合物，进而提高力学轻度和导热性能等。
技术实现思路
为进一步增强尼龙材料的导热性能，本专利技术提供一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案，具体制作步骤为：（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末。（2）将0.5-5份羟基化石墨烯、0.5-2份显色填料、0.1-1份抗氧剂、93-98份尼龙母料在在高速混合机内充分混合，高速混合机的温度为100-150℃，并充分混合1-3小时。（3）将混合好的羟基化石墨烯粉末尼龙加入双螺杆挤出机，进行密炼混合均匀，挤出机的各区间温度为170-270℃内；具体一区温控160-170℃，二区温控170-190℃，三区温控230-250℃，四区温控250-270℃，五区温控250-270℃，机头温控250-270℃。（4）将混合好的羟基化石墨烯尼龙高分子复合材料在造粒机内进行造粒，得到成品母粒。（5）羟基化石墨烯改性尼龙母粒进行注塑，得到对应的样条、样块，从而进行导热、力学性能测试。优选的：羟基化石墨烯加入尼龙的量为0.5-1份、1-3份和3-5份的其中一种。本专利技术的优势在于：采用熔融共混法，以双螺杆挤出机混合羟基化石墨烯和尼龙母料混合进行循环密炼，得到的羟基化石墨烯尼龙材料分散均匀且制得的复合材料抗疲劳强度和刚性较高、力学性较好、摩擦系数低、耐磨性好，导热系数也从0.2W/(m·K)提高到0.8-1.0W/(m·K)，而电阻率都在1015Ω·cm是良好的绝缘体。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末；（2）将0.5-1份羟基化石墨烯、0.5-2份显色填料、0.1-1份抗氧剂、93-98份尼龙母料在在高速混合机内充分混合，高速混合机的温度为100-150℃，并充分混合1-3小时。（3）将混合好的羟基化石墨烯粉末尼龙加入双螺杆挤出机，进行密炼混合均匀，挤出机的各区间温度为170-270℃内；具体一区温控160-170℃，二区温控170-190℃，三区温控230-250℃，四区温控250-270℃，五区温控250-270℃，机头温控250-270℃。（4）将混合好的羟基化石墨烯尼龙高分子复合材料在造粒机内进行造粒，得到成品母粒。（5）羟基化石墨烯改性尼龙母粒进行注塑，得到对应的样条、样块，从而进行导热、力学、电学性能测试。实施例2（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末；（2）将1-3份羟基化石墨烯、0.5-2份显色填料、0.1-1份抗氧剂、93-98份尼龙母料在在高速混合机内充分混合，高速混合机的温度为100-150℃，并充分混合1-3小时。（3）将混合好的羟基化石墨烯粉末尼龙加入双螺杆挤出机，进行密炼混合均匀，挤出机的各区间温度为170-270℃内；具体一区温控160-170℃，二区温控170-190℃，三区温控230-250℃，四区温控250-270℃，五区温控250-270℃，机头温控250-270℃。（4）将混合好的羟基化石墨烯尼龙高分子复合材料在造粒机内进行造粒，得到成品母粒。（5）羟基化石墨烯改性尼龙母粒进行注塑，得到对应的样条、样块，从而进行导热、力学、电学性能测试。实施例3（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末；（2）将3-5份羟基化石墨烯、0.5-2份显色填料、0.1-1份抗氧剂、93-98份尼龙母料在在高速混合机内充分混合，高速混合机的温度为100-150℃，并充分混合1-3小时。（3）将混合好的羟基化石墨烯粉末尼龙加入双螺杆挤出机，进行密炼混合均匀，挤出机的各区间温度为170-270℃内；具体一区温控160-170℃，二区温控170-190℃，三区温控230-250℃，四区温控250-270℃，五区温控250-270℃，机头温控250-270℃。（4）将混合好的羟基化石墨烯尼龙高分子复合材料在造粒机内进行造粒，得到成品母粒。（5）羟基化石墨烯改性尼龙母粒进行注塑，得到对应的样条、样块，从而进行导热、力学、电学性能测试。将上述实施例样品进行力学性能、导热性能测试，结果如下表：项目实施例1实施例2实施例3纯尼龙导热系数(W/m·K)0.450.861.050.21拉伸强度(105Pa)850880910800热形变温度(℃)68729066弯曲模量(109Pa)2.82.82.92.6冲击强度(I/m)50556240电阻率(Ω·m)9.5×10157.8×10156.7×10159.8×1015从实施例结果可知，加入适量的羟基化石墨烯制备的羟基化石墨烯尼龙复合材料在力学性能，导热性能等方面均有提升。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：/n（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末；/n（2）将羟基化石墨烯粉末与尼龙母料均匀混；/n（3）测试样品力学性能，热学性能等。/n

【技术特征摘要】
1.一种羟基化石墨烯增强尼龙纤维导热的制备方法，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
（1）将适量的石墨烯粉末在双氧水、五氧化二钒、pH为3-5的水溶液中经过搅拌、超声等处理得到羟基化石墨烯溶液，洗涤过滤冷冻干燥得到羟基化石墨烯粉末；
（2）将羟基化石墨烯粉末与尼龙母料均匀混；
（3）测试样品力学性能，热学性能等。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的将羟基化石墨烯粉末与尼龙母料均匀混的具体方法：
（1）将羟基化石墨烯、尼龙母料和助剂在高速混合机内充分混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖善世，秦存琪，叶鹏，
申请(专利权)人：嘉兴烯成新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33