层之间的碳原子之间为sp2杂化 碳键连接；C含量为99~100%，晶格间距为0. 21nm，粒度范围为20~500nm，该处所述的每 一个粒度值为一个很小的范围内的粒度峰值，该峰值的粒度在对应的分选时间分选出的粒 度中所占的比例至少在98%以上。
[0022] 上述分选步骤中，改变上述离心时间、转速和沉淀分选时间，可制备出不同粒径的 纳米钻石稀。当离心时间为2h，转速为8000rpm，沉淀分选时间为1天，制备出的纳米钻石 稀的粒度为100~200nm;当离心时间为lh，转速为lOOOOrpm，沉淀分选时间为4天，制备出 的纳米钻石稀的粒度为50~100nm;当离心时间为2h，转速为20000rpm，沉淀分选时间为7 天，制备出的纳米钻石稀的粒度为20 <R彡50nm。
[0023] 本实施例中分选时采用离心时间为2h，转速为20000rpm，沉淀分选时间为7天，制 备出的纳米钻石稀的粒度为20 <R彡50nm。
[0024] 实施例2 一种钻石烯增强增韧PA6改性塑料，由以下重量份的原料制成：尼龙切片85份，纳米钻 石烯10份，硬脂酸钙1. 5份。纳米钻石烯的制备方法同实施例1。
[0025] 纳米钻石烯烃以下表面功能化处理：将纳米钻石烯加入乙醇中，超声分散lh，添 加水解后的钛酸酯偶联剂，在50°C搅拌反应22h，离心烘干即得；所述纳米钻石烯与乙醇的 用量比为0. 8g:50ml，钛酸酯偶联剂的添加量为纳米钻石烯的3. 0%。
[0026] 上述钻石烯增强增韧PA6改性塑料的制备方法，包括以下步骤：1)按比例称取各 原料混合，得到混合料；2)熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、拉条、水 冷、干燥，即得产品；步骤2)中双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段220~230°C、塑化 剪切段230~270°C、机头250~270°C，螺杆转速为280r/min。
[0027] 实施例3 一种钻石烯增强增韧PA6改性塑料，由以下重量份的原料制成：尼龙切片95份，纳米钻 石烯5份，硬脂酸0. 5份。纳米钻石烯的制备方法同实施例1。
[0028] 所述纳米钻石烯烃以下表面功能化处理：将纳米钻石烯加入乙醇中，超声分散 0. 5h，添加水解后的钛酸酯偶联剂，在40°C搅拌反应20h，离心烘干即得；所述纳米钻石烯 与乙醇的用量比为0. 5g:50ml，钦酸酯偶联剂的添加量为纳米钻石稀的1. 0%。
[0029] 所述的钻石烯增强增韧PA6改性塑料的制备方法，包括以下步骤：1)按比例称取 各原料混合，得到混合料；2)熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、拉条、 水冷、干燥，即得产品；步骤2)中双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段220~230°C、塑 化剪切段230~270°C、机头250~270°C，螺杆转速为200r/min。
[0030] 实施例4 一种钻石烯增强增韧PA6改性塑料，由以下重量份的原料制成：尼龙切片90份，纳米钻 石烯15份，硬脂酸钙2. 5份。
[0031] 所述纳米钻石烯烃以下表面功能化处理：将纳米钻石烯加入乙醇中，超声分散 1. 5h，添加水解后的钛酸酯偶联剂，在60°C搅拌反应24h，离心烘干即得；所述纳米钻石烯 与乙醇的用量比为1. 〇g:50ml，钦酸酯偶联剂的添加量为纳米钻石稀的4. 0%。
[0032] 所述纳米钻石烯的制备方法同实施例1。
[0033] 所述的钻石烯增强增韧PA6改性塑料的制备方法，包括以下步骤：1)按比例称取 各原料混合，得到混合料；2)熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、拉条、 水冷、干燥，即得产品；步骤2)中双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段220~230°C、塑 化剪切段230~270°C、机头250~270°C，螺杆转速为300r/min。
[0034] 对比实验 实验方法： 对比例1-5 :各对比例中各原料的组成及配方按照表1中所示，制得的PA6改性塑料样 品依次标记为试样1-5,其具体制备方法同实施例2,本实验中所用纳米钻石烯的制备方法 同实施例1，纳米钻石烯的表面功能化处理同实施例2。
[0035] 双螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段220°C、塑化剪切段230°C、机头250°C， 螺杆转速为200r/min。
[0036] 测试实验：先将对比试样1-4按制成样条，再按国家标准(室温下，拉伸性能按照 GB/1040-92标准测试，冲击强度按GB/1043-93测试）分别测试对比试样1-5的拉伸强度、 弯曲强度、悬臂梁缺口冲击强度及氧指数，测试结果见表2。
[0037] 表1对比例各原料的组成及配方
ο
[0038] 表2材料的力学性能及阻燃性的测试结果
〇
[0039] 由表2可知，添加未功能化纳米钻石烯后，ΡΑ6改性塑料较纯ΡΑ6的拉伸强度、弯曲 强度、冲击强度和氧指数等均有一定的改善，但改善幅度很小。添加功能化纳米钻石烯后， ΡΑ6改性塑料较纯ΡΑ6的拉伸强度提高了22-59%、弯曲强度提高了15-35%及冲击强度提高 了22-56%，且阻燃性能的提高也比较明显，氧指数L0I较纯ΡΑ6提高了13-39%，因此所制备 材料的增强增韧效果及阻燃性能都有很大的改善。另外制备方法简单，无毒，安全无污染， 符合绿色化学的要求。
【主权项】
1. 一种增强增韧PA6改性塑料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：尼龙切片 85~95份，纳米钻石烯5~15份，助剂0. 5~2. 5份。2. 如权利要求1所述的增强增韧PA6改性塑料，其特征在于，所述助剂为硬脂酸钙或硬 脂酸。3. 如权利要求2所述的增强增韧PA6改性塑料，其特征在于，所述纳米钻石烯烃以 下表面功能化处理：将纳米钻石烯加入乙醇中，超声分散〇. 5-1. 5h，添加水解后的钛酸酯 偶联剂，在40-60°C搅拌反应20-24h，离心烘干即得；所述纳米钻石烯与乙醇的用量比为 0. 5-1. 0g:50ml，钛酸酯偶联剂的添加量为纳米钻石烯的1. 0-4. 0%。4. 如权利要求3所述的增强增韧PA6改性塑料，其特征在于，所述纳米钻石烯采用以 下方法制备：a)酸洗提纯：将金刚石原料粉碎成8000目以上的细粉，依次采用浓硫酸与浓 硝酸混合液、稀盐酸、氢氟酸对该细粉酸洗，然后使用去离子水清洗至清洗液pH接近于7 ; b)分选：将清洗后的物料进行离心分离，取上层液体进行1-5天沉淀分选，去除上层清液， 将下层沉淀物干燥后即得。5. 权利要求1一4任一所述的增强增韧PA6改性塑料的制备方法，包括以下步骤：1)按 比例称取各原料混合，得到混合料；2)熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融挤 出、拉条、水冷、干燥，即得产品。6. 如权利要求5所述的增强增韧PA6改性塑料的制备方法，其特征在于，步骤2)中双 螺杆挤出机各段的控制温度为：喂料段220~230°C、塑化剪切段230~270°C、机头250~ 270°C，螺杆转速为200~300r/min。
【专利摘要】一种钻石烯增强增韧PA6改性塑料，属于高分子材料改性技术领域，由以下重量份的原料制成：尼龙切片85～95份，纳米钻石烯5～15份，助剂0.5～2.5份。其制备方法，包括以下步骤：1）按比例称取各原料混合，得到混合料；2）熔融挤出：将混合料送入双螺杆挤出机进行熔融挤出、拉条、水冷、干燥，即得产品；采用本发明制备的PA6，不仅具有较高的强度和韧性外，还具有热稳定性、耐磨性、阻燃性、良好的自润性、成型加工性能好、更绿色环保等特点。
【IPC分类】C08K3/04, C08K9/04, C01B31/06, B82Y40/00, C08K5/09, C08K5/098, C08L77/00
【公开号】CN105419308
【申请号】CN201510898202
【发明人】郭留希, 赵清国, 刘君丽, 刘永奇, 杨晋中, 张建华, 武艳强, 邵静茹, 穆小娜
【申请人】郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月8日...