一种聚酰胺复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及了 一种聚酰胺复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 尼龙作为世界上产量最大、应用范围最广的工程塑料，其具有力学强度高；优良的 自润滑性和耐磨性；耐磨损性、耐化学药品性；加工性能优异，易于加工成型等优点。广泛 应用于汽车工业、电子电气、机械等领域。
[0003] 石墨稀（Graphene)是近年来发现的碳元素新的同素异形体，具有由碳原子以 Sp2杂化轨道键合而成的单层二维碳质材料，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六 元环，是目前世界上最薄的材料。石墨烯由于其典型的二维结构，具有优异的电学性能（室 温电子迀移率可达200000cm2 · V-I · S-1)，热学性能（导热率达5000W · m-Ι · K-1)，机械 性能（杨氏模量为llOOGPa，断裂强度为125GPa)，以及特殊的量子霍尔效应和量子隧穿效 应等。由于具备上述各种性能，石墨烯在复合材料领域具有广阔的应用前景，得到了国内外 众多学者的广泛研究。
[0004] 但是，目前将石墨烯应用在尼龙材料上，单独的石墨烯改性聚合物的效果是不理 想的，使得石墨烯在尼龙材料上的应用受到限制。当需要获得具有发光性能的尼龙材料时， 一般是将荧光粉与尼龙材料混合挤出加工，但由于荧光粉在树脂复合材料中的分散性差， 容易发生团聚现象，发光均匀性较差，且发光强度较弱，发光性能和/或余辉效果也会损失 严重，不利于发光尼龙材料的应用。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种聚酰胺复合材料的制备方法， 经混杂玻璃纤维改性的聚酰胺复合材料的力学性能得到有效的提高，拓宽玻璃纤维增强尼 龙复合材料的应用领域。
[0006] 本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现： 一种聚酰胺复合材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 将10~15份石墨烯/高岭土 /Si02复合填料和5~10份石墨烯/碳酸钙/Si02复 合填料在500~800KW超声震动和1000~1200r/min离心速度搅拌下分散于15~20份去离子 水中，处理90~120min形成溶液A ;在500~800KW超声震动和1000~1200r/min离心速度搅 拌下，加入1~5份石墨稀，处理240~300min形成混合悬浮液； (2) 将40~50份短玻璃纤维添加至所述悬浮液中，在300~500KW超声震动和 800~1000r/min离心速度搅拌下处理90~120min，静置60min，去掉上层清液，用去离子水清 洗数次，l〇〇°C干燥90min，得到混杂玻璃纤维增强体； (3) 按下述重量份数称取物料：尼龙树脂60~70份、混杂玻璃纤维增强体30~40份、尼 龙母粒1~5份和抗氧剂0. 1~0. 3份；将上述物料经双螺杆挤出机挤出并造粒，其中所述混 杂玻璃纤维增强体由侧喂料加入，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为120~150r/min，温度为 265~280°C，即得到聚酰胺复合材料。
[0007] 本发明具有如下有益效果：经混杂玻璃纤维改性的聚酰胺复合材料的力学性能得 到有效的提高，拓宽玻璃纤维增强尼龙复合材料的应用领域，具有良好的经济效益。
【具体实施方式】
[0008] 在本发明中， (1)石墨烯由以下方法制得：取一定量酸素石墨，在空气中KKKTC处理1小时，然后在 7%氏的氮氢混合气中1000°C原位还原处理1. 5小时，再加入质量比3%的聚乙二醇酯和质 量比5. 0%的四羧酸二酐二萘，与水配成浓度为80. 0%的浆体，先在功率为400W的超声波辅 助下进行3500转/分钟球磨8小时，再调整至200W超声波下进行2000转/分钟球磨4小 时，球磨后经高速离心机10000转/分钟分离，冷冻干燥，获得石墨烯固体。
[0009] (2)量子点碳酸钙，其制备方法可参考中国专利CN103570051B公开的一种微乳液 体系制备纳米碳酸钙量子点的方法，具体是先制备出l~3nm的纳米碳酸钙微乳液，再经旋 转蒸发并干燥制得量子点碳酸钙粉末。
[0010] (3)纳米级高岭土的制备方法如下：将150g高岭土矿石以1500转/分钟的转速 球磨60分钟，然后置入5L去离子水中，加入220g醋酸钾搅拌60分钟，抽滤清洗至pH值为 7左右，然后在80度条件下烘干后以1200转/分钟的转速球磨60分钟，再调整至300W超 声波下进行1800转/分钟球磨1小时，获得粒径在10~30nm的高岭土粉末。
[0011] (4)Y0.9V04:Eu\04，Al\ 06纳米荧光粉制备方法如下：（a)将2.4mmol NAV04.12H20 溶解在含有IOml乙二醇和3ml蒸馏水的混合溶液中；（b)将上述溶液300r/min离心 速度搅拌下边逐滴滴入含有2. 7mmol-定配比的Y(NO3)3 ·6Η20，Eu(NO3)3, Al(NO3)3 (0. 9:0. 04:0. 06)的12 ml乙二醇溶液中，再在500r/min离心速度搅拌5~10min至溶液澄 清，加入15ml蒸馏水；（c)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内， 在真空环境下，170°C下保温反应90min，反应结束后，快速冷却至室温；将所得悬浮液倒出， 离心并依次用丙酮和去离子水清洗3次获得白色沉淀；（d)将该沉淀在90°C下干燥4h，得 到纳米荧光粉；（e)将纳米荧光粉超声搅拌（300~500KW超声震动和1000~1200r/min离心 速度搅拌）分散于乙醇中；之后加入一定比例的（5:1)水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙 酯与纳米荧光粉的质量比为1. 8:1，调节pH值为9,反应温度为25°C，反应6小时；进行离 心并依次用丙酮和去离子水清洗3次获得白色沉淀；将该沉淀在90°C下干燥5h，以得到包 覆有SiO 2的核壳纳米荧光粉；（f)将该包覆有SiO 2的核壳纳米荧光粉置于氩气气氛下进行 800°C热处理lh，获得荧光粉复合物；（g)将荧光粉复合物浸没在氢氟酸中超声lh，去除二 氧化娃，离心并干燥，获得平均粒径10~20nm的Y Q.9V04:Eu\Q4，A1\Q6纳米荧光粉。
[0012] (5)制备石墨烯/碳酸钙复合填料、石墨烯/高岭土复合填料、石墨烯/红光荧光 粉复合材料、石墨烯/长余辉荧光粉复合材料： 石墨烯/碳酸钙复合填料的制备方法如下：将Ig石墨烯加入100mL去离子水中， 在800~1000kW超声震动和500~1000r/min离心速度搅拌下分散180~200分钟后制得石 墨烯分散液；将100g量子点碳酸钙加入500ml去离子水中，在1200~1500kW超声震动和 1000~1200r/min离心速度搅拌下分散240~300分钟后制得碳酸钙分散液；在IOOkW超声下 往石墨烯分散液中缓慢滴加碳酸钙分散液，超声30~60min，然后抽滤、烘干，制得石墨烯/ 碳酸钙复合填料。
[0013] 石墨烯/高岭土复合填料的制备方法如下：将Ig石墨烯加入100mL去离子水中， 在800~1000kW超声震动和500~800r/min离心速度搅拌下分散180~200分钟后制得石墨烯 分散液；将50g纳米高岭土加入500ml去离子水中，在1000~1200kW超声震动和800~1000r/ min离心速度搅拌下分散240~300分钟后制得高岭土分散液；在IOOkW超声下往石墨烯分 散液中缓慢滴加高岭土分散液，超声30~60min，然后抽滤、烘干，制得石墨烯/高岭土复合 填料。
[0014] 石墨烯/红光荧光粉复合材料的制备方法如下：将Ig石墨烯加入100mL去离子 水中，在800~1000kW超声震动和500~800r/min离心速度搅拌下分散180~200分钟后制 得石墨烯分散液；将25~100gY a9V04:Eu\M，41\。6纳米荧光粉加入500ml去离子水中， 在1000~1200kW超声震动和800~1000r/min离心速度搅拌下分散240~300分钟后制得 红光荧光粉分散液；在IOOkW超声下往石墨烯分散液中缓慢滴加红光荧光粉分散液，超声 30~60min，然后抽滤、烘干，制得石墨烯/红光荧光粉复合材料。
[0015] 石墨烯/长余辉荧光粉复合材料的制备方法如下：将Ig石墨烯加入100mL去离 子水