一种聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及到一种聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料及制备方法，其特征在于包括下述质量组成：本发明专利技术所提供的聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料充分利用了碳纳米管具有高的长径比、大的比表面积以及极性处理后对聚合物的亲和力好等特性，将其引入到合金中大幅度提高复合材料的力学性能和热性能，制备的材料附加值高，并拓展了聚苯醚/尼龙合金在更高端领域的应用，满足在电子电气、航空航天、国防军事等领域对高性能材料的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种塑料合金领域，具体指。
技术介绍
聚苯醚又名聚亚苯基氧，简称PPO或PPE。聚苯醚具有一系列优异的性能，主要体现在几个方面:1.比重小，线膨胀系数小，无毒。2.材料刚性较强，耐磨性好，摩擦系数低，硬而坚韧，机械强度高及尺寸稳定性好，制品成型收缩率低。3.化学性能优良，吸湿性低。4.耐热性好，热变形温度达190°C，玻璃化温度210°C，分解温度高达350°C以上。5.阻燃性优异，具有自熄性，只需加入少量的阻燃剂即可达到UL94V-0级。6.电性能十分稳定，在较宽的温度及频率范围内均能保持良好的电性能。虽然聚苯醚具有很多优良的性能，但同时也存在一些缺点，如它的耐有机溶剂性差、在酮类、酯类溶剂中制品容易发生应力开裂、抗氧性不好，纯聚苯醚树脂的缺口冲击强度与其它工程塑料相比并不算高。另外聚苯醚存在一个致命的弱点，即熔体粘度高，熔体流动性极差，加工成型性差，需要在300°C高温加工，这些条件限制了聚苯醚的应用。为了满足多种用途的需要，聚苯醚通常与其它塑料共混改性形成工程塑料合金(简称ΜΡΡ0)使用，将通用工程塑料高性能化。MPPO是目前工程塑料领域最典型与用量最大的工程塑料合金品种。其中，聚苯醚/尼龙合金是发展最快、品种最多的聚苯醚合金之一。尼龙又名聚酰胺，简称PA，是一种性能优异的工程塑料，由于它的高结晶度使其具有耐溶剂性好、力学强度高、易加工等优点。但其冲击强度低、耐热性较差，韧性也不理想。现有技术针对这些问题做了各种研发，用以改善材料强度和韧性。但是人们发现，材料的强度和模量很难同时提高，总是顾此失彼，使得使尼龙/聚苯醚合金的应用受到一定的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能同时改善材料力学强度和模量的高性能聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种能同时改善材料力学强度和模量的的高性能聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法。本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为:该聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于包括下述质量组成:聚苯醚43-50%尼龙35-40%碳纳米管 0.4-1.5% 增容剂9.5-20%抗氧剂0.1-0.5% 上述碳纳米管可以选用现有技术中的任意一种，较好的，所述的碳纳米管的直径为20±5nm,长度为I 10 μ m。该规格的碳纳米管与其它两种物质相容性更好,增韧效果也更好。更好的，所述的碳纳米管的为经氨基化处理的碳纳米管；所述氨基化处理的方法如下:首先，将IOOmg碳纳米管、4 6g氢氧化钾和80 120mL乙醇超声波分散25 35min后加热回流搅拌反应7 9h，过滤反应产物；将过滤得到的反应产物用乙醇洗涤2 5次后再用去离子水洗涤至滤液呈中性，置于真空烘箱中在70 90°C下减压干燥12h，干燥后得到羟基化碳纳米管；然后,将50mg轻基化碳纳米管与40 60mL甲苯混和后超声波分散25 35min,然后边搅拌边加热到70 90°C，并以4 6ml/min的速度滴加2 5ml浓度为4 6wt%的氨基硅烷的甲苯溶液，恒温反应7 9h后，过滤出反应液，然后依次用甲苯、无水乙醇和去离子水分别洗涤3次，最后干燥得到氨基化碳纳米管。上述各方案中的增容剂可以选用现有技术中的任意一种，较好的，所述的增容剂为聚苯醚与马来酸酐的接枝共聚物，接枝率为1.0-1.5wt%。该增容剂能有进一步增加PPO和PA的相容性，使制得的合金性能稳定性好。作为优选，所述的抗氧剂为质量比2 4:1的多酚抗氧剂1010与亚磷酸酯抗氧剂168的混合物。上述聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤:将质量百分比为43-50%聚苯醚、35-40%尼龙、0.4-1.5%碳纳米管、9.5-20%增容剂和0.1-0.5%抗氧剂在高速混合机中搅拌5-10min后，加入到转矩流变仪中进行熔融共混，反应温度为230-250°C、转速为50-70rpmin，反应时间为10_15min，即可得黑色有金属光泽的块状聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料。较好的，所述的聚苯醚为聚2，6- 二甲基聚亚苯基氧，是由2，6-二甲基苯酹在铜-铵催化剂的作用下与氧气进行氧化缩合反应而得到的非极性线性聚合物，是分子主链.CH3中含有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于包括下述质量组成：FDA00002973763700011.jpg

【技术特征摘要】
1.一种聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于包括下述质量组成:聚苯醚43-50%尼龙35-40%碳纳米管 0.4-1.5%增容剂9.5-20%抗氧剂0.1-0.5%。2.根据权利要求1所述的聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于:所述的碳纳米管的直径为20±5nm，长度为I 10 μ m。3.根据权利要求2所述的聚苯醚/尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于:所述的碳纳米管的为经氨基化处理的碳纳米管；所述氨基化处理的方法如下: 首先，将IOOmg碳纳米管、4 6g氢氧化钾和80 120mL乙醇超声波分散25 35min后加热回流搅拌反应7 9h，过滤反应产物；将过滤得到的反应产物用乙醇洗涤2 5次后再用去离子水洗涤至滤液呈中性，置于真空烘箱中在70 90°C下减压干燥10 14h，干燥后得到羟基化碳纳米管； 然后，将50mg轻基化碳纳米管与40 60mL甲苯混和后超声波分散25 35min,然后边搅拌边加热到70 90°C，并以4 6ml/min的速度滴加2 5ml浓度为4 6wt%的氨基硅烷的甲苯溶 液，恒温反应7 9h后，过滤出反应液，然后依次用甲苯、无水乙醇和去离子水分别洗涤3次，最后干燥得到氨基化碳纳米管。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇立，吴煜，李俊，
申请(专利权)人：宁波福天新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：