CN106317863A - 一种尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及尼龙复合材料技术领域，具体涉及一种尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法。本发明提供了一种可用于选择性激光烧结（Selective Laser Sintering,简称SLS）的尼龙/碳纳米管复合粉末材料及其制备方法，具体包括如下组分：尼龙树脂，溶剂，碳纳米管，碳纳米管分散剂，流动助剂，抗氧剂。本发明制备的尼龙/碳纳米管复合粉末材料具有良好的力学性能，碳纳米管在尼龙基体中具有良好的分散性，SLS烧结所得的成型件成型效果及尺寸精度都良好，材料制备工艺简单，环保无污染。

Description

一种尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及尼龙复合材料技术领域，具体涉及一种尼龙/碳纳米管复合材料及其制备方法。
背景技术
选择性激光烧结(Selective laser sintering, SLS)技术是一种快速成型(Rapid Prototyping, RP)方法。SLS应用分层制造思想，通过激光逐层烧结粉末并叠加成形制件。SLS不需要模具和机械加工，可直接根据所设计的三维模型加工出任何形状的零件，而且SLS可以成形多种材料，包括高分子、金属及陶瓷等。如今，SLS已经在多个领域内得到了广泛的应用，具体应用在模具制造、医疗、建筑、汽车、电器、航空航天及武器装备等高端领域。
尼龙是一种半结晶性聚合物，具有良好的烧结性能和较低的熔融粘度，可由SLS直接烧结成形致密度高、力学性能好的制件，因而是目前应用最广泛的SLS成形材料。但是纯尼龙粉末材料的烧结成形件在性能上具有一定的局限性，因此需要对尼龙粉末进行增强改性。
专利申请号为201410196598.6的发明专利公开了一种碳纤维增强树脂粉末材料，该粉末材料包括树脂粉末、碳纤维、抗氧剂、流动助剂和分散剂，当该增强材料质量份数为100 份时，树脂粉末质量份数为48-88 份，碳纤维质量份数为10-50 份，流动助剂质量份数为0.2-1 份，抗氧剂质量份数为0.5-1.2 份，分散剂质量份数为0.2-0.6 份。通过在尼龙粉末内添加碳纤维并经过物理混合改性得到尼龙复合粉末材料，其烧结成形件力学性能有明显增强。但是上述纤维材料的添加量需要达到尼龙材料的30 wt %左右才有明显的增强效果，而上述纤维材料的长径比大，大量添加后导致复合粉末的流动性下降，且产生明显的各向异性，烧结成形件在不同方向上的成形收缩率及力学性能有明显的差异，影响了应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种力学性能优良、各向异性不明显的尼龙/碳纳米管复合材料。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种尼龙/碳纳米管复合材料，包括如下重量份数的原料：
尼龙树脂 100份
有机溶剂 500-2000份
碳纳米管 0.1-5份
碳纳米管分散剂 0.01-1.5份
流动助剂 0.1-1份
抗氧剂 0.1-1.5份。
碳纳米管是由石墨烯片层卷曲而成的无缝、中空纳米管，是典型的一维纳米材料，具有密度小、强度高、韧性好、导电导热性能好等特点，其杨氏模量高达5TPa，比碳纤维高一个数量级，其弯曲强度可达14.2GPa，是碳纤维的2倍以上，而且其导电导热性能均优于碳纤维，添加1wt %左右的碳纳米管就能显著提高聚合物的各项性能。但碳纳米管因其一维纳米材料的特性，比表面积大，表面能高，具有严重的团聚现象，无法像碳纤维只经过表面处理便能达到均匀分散的效果，碳纳米管若不能均匀分散在聚合物中则起不到增强效果，因此加入碳纳米管分散剂、流动助剂实现碳纳米管在尼龙树脂内的充分分散，加入抗氧剂防止在制备或成品使用过程中的过度氧化，保障其生产质量以及使用寿命。
本发明配方通过加入碳纳米管分散剂和流动助剂实现尼龙/碳纳米管共混改性，大大地提高了尼龙复合材料的力学性能以及减轻了各向异性的情况。此外，本发明体系中还可根据生产需求进一步加入其它功能助剂，例如热稳定剂、增韧剂等。
其中，所述尼龙树脂为PA6、PA66、PA1010、PA11、PA12中的至少一种。本发明列举了一些尼龙树脂的型号选用，具体可根据生产需求去选用或共混改性。
其中，所述有机溶剂由90vol%-100vol%的主溶剂和0vol%-10vol%的辅溶剂组成，所述主溶剂为甲醇和/或乙醇，所述辅溶剂为丁酮。本发明的有机溶剂的复配模式可以充分溶解尼龙树脂，增强碳纳米管分散程度，极大地改善了尼龙/碳纳米管复合粉末的表观形态、表观密度及粒径分布。
其中，所述碳纳米管的管径为10-30nm，长度为10-30μm。该类碳纳米管具有合适的比表面积和体积，在本方案中，能够在碳纳米管分散剂的作用下很好地分散，避免团聚现象的发生，且该范围内的碳纳米管能够很好地被尼龙树脂包裹，使制备出的粉末具有较高的表观密度。
其中，所述碳纳米管分散剂由90wt%-98wt%阴离子型表面活性剂和2wt%-10wt%的非离子型表面活性剂组成。优选地，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，所述非离子型表面活性剂为乳化剂OP，所述碳纳米管分散剂的用量为碳纳米管重量的30%。阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂复配使用可以明显改善碳纳米管在有机溶剂中的分散效果，增长其存放时间，便于后续步骤在长时间操作下，碳纳米管仍然能在有机溶剂中，尤其是醇类溶剂，处于良好的分散状态，便于碳纳米管与尼龙混合析出形成共混材料。
其中，所述的流动助剂为白炭黑、纳米氧化铝、纳米氧化钙中的至少一种。流动助剂的使用可以改善尼龙/碳纳米管复合粉末的流动性能，使其在SLS成形时铺粉面更加平整。
其中，所述抗氧剂由70wt%-90wt%受阻酚类抗氧剂和10wt%-30wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。其中受阻酚类抗氧剂优选抗氧剂1010、抗氧剂1098，亚磷酸酯类抗氧剂优选抗氧剂168、抗氧剂2921。本发明的复配抗氧剂可以抑制尼龙/碳纳米管复合粉末材料在SLS成形过程中和其在使用过程中的老化现象，从而增强尼龙/碳纳米管复合粉末材料的抗老化性能和使用寿命。
其中，所述碳纳米管为改性处理后的碳纳米管，改性处理的步骤为：先利用浓硫酸钝化处理，然后在γ射线辐射下将丙烯酰氯单体接枝碳纳米管表面。浓硫酸钝化可以打开碳纳米管端口，使其形成活化的羟基或羧基，然后利用辐射条件产生自由基，进而引发丙烯酰氯单体的聚合反应，提高接枝率。改性处理后的碳纳米管与尼龙的相容性更好，大大地提高了尼龙复合材料的综合性能。
本发明还提供一种尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1) 称取部分有机溶剂，优选为80-120份，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到溶剂中，在40-60℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散5-7h后，得到碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为0-2MPa的条件下，搅拌，升温至140-200℃，保温30-90min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
本发明采用溶剂沉淀法制备尼龙/碳纳米管复合粉末，实现了两种不同相粉末间复合的一步到位，与常用的两步法：即先制备两种粉体，再进行机械高速共混法相比相比，该方法制备的复合粉末两相间的结合更加密切，分布更加均匀，克服了两步法中相与相之间分布不匀而使制件存在缺陷的问题。另，传统的溶剂沉淀法的原理是尼龙树脂在高温下溶于乙醇等特定溶剂，并在降温过程中结晶析出形成粉末，但是仍不能制备出性能优良的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，本发明通过先将碳纳米管在分散剂作用下并经过超声波处理使其均匀分散在乙醇等溶剂中，然后尼龙树脂在结晶析出的过程中包覆在碳纳米管表面，实现碳纳米管在尼龙树脂中的均匀分散，从而制备出性能优良的尼龙/碳纳米管复合粉末材料。而合适的保温温度（140-200℃）则可以避免温度低于140℃时导致尼龙树脂溶解不充分，或温度高于200℃时造成尼龙树脂氧化从而影响树脂的性能。
通过本发明制备方法制备得到的尼龙/碳纳米管复合材料克服传统尼龙材料在成型时收缩率大、易翘曲变形、成型件强度不高等缺陷，并解决碳纳米管与尼龙树脂的相容性问题，因此本发明的尼龙/碳纳米管复合材料的力学性能得以大大的提升。
其中，所述步骤（2）降温至常温的降温速率为1℃-2℃/5min，搅拌速率为400-800r/min。控制搅拌速度可以控制粉末的粒径大小及分布，控制降温速率可以有效控制尼龙树脂的结晶过程，使尼龙树脂更好的包覆在碳纳米管表面。
其中，所述步骤（2）干燥为真空干燥，优选操作为于60-100℃的真空干燥箱内烘干6-18h，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。干燥、球磨、过筛步骤的细化可以使尼龙/碳纳米管复合粉末更适用于SLS成型。
本发明的有益效果：1、利用碳纳米管增强尼龙复合材料，使其具有优良的力学性能，拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、抗冲击强度等性能指数均有很大的提升；2、本发明的尼龙/碳纳米管复合粉末材料适用于SLS成型工艺中，由SLS直接烧结成形致密度高、力学性能好的制件，不易发生收缩变形的情况；3、利用超声技术和溶剂沉淀法，实现碳纳米管与尼龙树脂的良好相容，克服传统尼龙材料在成型时收缩率大、易翘曲变形、成型件韧性差等缺陷。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分： 100份尼龙12，1000份有机溶剂（乙醇：丁酮体积比为97：3），0.5份碳纳米管，0.14份十二烷基苯磺酸钠，0.01份乳化剂OP，0.3份流动助剂白炭黑，0. 9份抗氧剂1010，0. 1份抗氧剂168。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 称取0.5份碳纳米管、0.14份十二烷基苯磺酸钠、0.01份乳化剂OP，加入到200份有机溶剂中，在50℃的恒温水浴中超声分散，经超声分散6h后，得到分散效果良好的碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中的碳纳米管分散液加入到1L的反应釜内，再往反应釜内加入100份尼龙12树脂、0.3份白炭黑、0. 9份抗氧剂1010、0.1份抗氧剂168和800份有机溶剂，密闭反应釜，向反应釜内充入氮气并排出氧气，保持釜内压力为0.5MPa，开启搅拌，设定搅拌速度为600r/min，开启加热，使反应釜内温度逐渐升至145℃，然后保持该温度1h，保温结束后，关闭加热，使反应釜内温度以1℃/3min的速率冷却至室温，取出产物。减压抽滤，得到尼龙12/碳纳米管复合粉末；将复合粉末置于80℃的真空干燥箱内烘干12h，然后将干燥的粉末放入球磨罐中球磨20min，然后将粉末过150目分样筛，最终得到符合要求的尼龙12/碳纳米管复合粉末。
实施例2
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分： 100份尼龙12，1000份有机溶剂（乙醇：丁酮体积比为97：3），1.0份碳纳米管，0.14份十二烷基苯磺酸钠，0.01份乳化剂OP，0.3份流动助剂白炭黑，0.9份抗氧剂1010，0.1份抗氧剂168。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法与实施例1相同，此处不再重复。
实施例3
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分： 100份尼龙12，1000份有机溶剂（乙醇：丁酮体积比为97：3），2.0份碳纳米管，0.14份十二烷基苯磺酸钠，0.01份乳化剂OP，0.3份流动助剂白炭黑，0.9份抗氧剂1010，0.1份抗氧剂168。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法与实施例1相同，此处不再重复。
实施例4
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分： 100份尼龙12，1000份有机溶剂（乙醇：丁酮体积比为97：3），3.0份碳纳米管，0.14份十二烷基苯磺酸钠，0.01份乳化剂OP，0.3份流动助剂白炭黑，0.9份抗氧剂1010，0.1份抗氧剂168。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法与实施例1相同，此处不再重复。
实施例5
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分：尼龙树脂100份，溶剂500份，碳纳米管0.1份，碳纳米管分散剂0.01份，流动助剂0.1份，抗氧剂0.5份。
其中，所述尼龙树脂为PA11。
其中，所述有机溶剂为甲醇。
其中，所述碳纳米管的管径为20nm，长度为20μm。
其中，所述碳纳米管分散剂由94wt%阴离子型表面活性剂和6wt%的非离子型表面活性剂组成。
其中，所述的流动助剂为白炭黑、纳米氧化铝和纳米氧化钙。
其中，所述抗氧剂由80wt%受阻酚类抗氧剂和20wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。
上述的尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 称取有机溶剂80份，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到溶剂中，在40℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散5h后，得到碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为0.5MPa的条件下，搅拌，升温至160℃，保温30min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
其中，所述步骤（2）降温至常温的降温速率为2℃/5min，搅拌速率为400r/min。
其中，所述步骤（2）干燥为真空干燥，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。
实施例6
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分：尼龙树脂100份，溶剂2000份，碳纳米管5份，碳纳米管分散剂1.5份，流动助剂1份，抗氧剂0.5份
其中，所述尼龙树脂为PA6。
其中，所述有机溶剂由90vol%的主溶剂和10vol%的辅溶剂组成，所述主溶剂为乙醇，所述辅溶剂为丁酮。
其中，所述碳纳米管的管径为10nm，长度为10μm。
其中，所述碳纳米管分散剂由90wt%wt%阴离子型表面活性剂和10wt%的非离子型表面活性剂组成。
其中，所述的流动助剂为纳米氧化铝。
其中，所述抗氧剂由90wt%受阻酚类抗氧剂和10wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。
上述的尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 称取有机溶剂120份，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到溶剂中，在60℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散7h后，得到碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为2MPa的条件下，搅拌，升温至180℃，保温90min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
其中，所述步骤（2）降温至常温的降温速率为2℃/5min，搅拌速率为800r/min。
其中，所述步骤（2）干燥为真空干燥，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。
实施例7
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分：尼龙树脂100份，溶剂1500份，碳纳米管3.5份，碳纳米管分散剂0.8份，流动助剂0.6份，抗氧剂0.4份
其中，所述尼龙树脂为PA1010。
其中，所述有机溶剂由95vol%的主溶剂和5vol%的辅溶剂组成，所述主溶剂为甲醇和乙醇，所述辅溶剂为丁酮。
其中，所述碳纳米管的管径为30nm，长度为30μm。
其中，所述碳纳米管分散剂由98wt%阴离子型表面活性剂和2wt%的非离子型表面活性剂组成。
其中，所述的流动助剂为纳米氧化钙。
其中，所述抗氧剂由70wt%受阻酚类抗氧剂和30wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。
上述的尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 称取有机溶剂95份，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到溶剂中，在55℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散6.5h后，得到碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为1.5MPa的条件下，搅拌，升温至150℃，保温45min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
其中，所述步骤（2）降温至常温的降温速率为1℃/3min，搅拌速率为650r/min。
其中，所述步骤（2）干燥为真空干燥，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。
实施例8
本实施例的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括按如下重量份数组分：尼龙树脂100份，溶剂800份，碳纳米管1.2份，碳纳米管分散剂0.45份，流动助剂0.2份，抗氧剂0.25份
其中，所述尼龙树脂为PA1010、PA12的共混树脂。
其中，所述有机溶剂由98vol%的主溶剂和2vol%的辅溶剂组成，所述主溶剂为甲醇，所述辅溶剂为丁酮。
其中，所述碳纳米管的管径为25nm，长度为15μm。
其中，所述碳纳米管分散剂由91wt%阴离子型表面活性剂和9wt%的非离子型表面活性剂组成。
其中，所述的流动助剂为纳米氧化铝、纳米氧化钙的混合物。
其中，所述抗氧剂由75wt%受阻酚类抗氧剂和25wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。
上述的尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 称取有机溶剂115份，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到溶剂中，在55℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散6h后，得到碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为1.2MPa的条件下，搅拌，升温至155℃，保温75min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
其中，所述步骤（2）降温至常温的降温速率为1℃/3min，搅拌速率为550r/min。
其中，所述步骤（2）干燥为真空干燥，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。
对比例
一种尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括如下组分：尼龙树脂，溶剂，碳纳米管，碳纳米管分散剂，流动助剂，抗氧剂，原料中各组分按重量份数计为：100份尼龙12，1000份有机溶剂（乙醇：丁酮体积比为97：3），0.14份十二烷基苯磺酸钠，0.01份乳化剂OP，0.3份流动助剂白炭黑，0. 9份抗氧剂1010，0. 1份抗氧剂168。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将100份尼龙12树脂、0.3份白炭黑、0. 9份抗氧剂1010、0. 1份抗氧剂168和1000份有机溶剂加入到1L的反应釜内，密闭反应釜，向反应釜内充入氮气并排出氧气，保持釜内压力为常压，开启搅拌，设定搅拌速度为600r/min，开启加热，使反应釜内温度逐渐升至145℃，然后保持该温度1h，保温结束后，关闭加热，使反应釜内温度以1℃/3min的速率冷却至室温，取出产物。
(2) 将步骤(1)中所得的产物减压抽滤，得到尼龙12/碳纳米管复合粉末；将复合粉末置于80℃的真空干燥箱内烘干12h，然后将干燥的粉末放入球磨罐中球磨20min，然后将粉末过150目分样筛，最终得到符合要求的尼龙12/碳纳米管复合粉末。
将实施例1-8和对比例制得的尼龙/碳纳米管复合粉末进行性能测试，测试方法如下：
在注塑机上成形尼龙/碳纳米管复合粉末材料。以下为制备工艺参数，注塑温度：一段温度190℃，二段温度210℃，三段温度200℃（其中例6的注塑温度为一段温度230℃，二段温度240℃，三段温度235℃）；注塑压力：一级压力6.5MPa，二级压力6MPa，三级压力5MPa，保压压力4MPa；射胶时间5.00s，保压时间2.50s，冷却时间50.00s；将所得试样按IOS标准进行性能测试，测试结果见表1。
表1
实施例 尼龙树脂 碳纳米管用量（相对尼龙树脂的质量分数） 粉末表观密度(g/cm3) 拉伸强度（MPa） 弯曲强度（MPa） 弯曲模量（GPa） 缺口冲击强度（KJ/m2）
1 尼龙12 0.5 0.43 59.4 61.2 1.56 11.52
2 尼龙12 1 0.43 56.8 59.2 1.67 10.76
3 尼龙12 2 0.44 55.7 59.1 1.82 9.31
4 尼龙12 3 0.45 53.8 58.6 1.85 8.60
5 尼龙11 0.1 0.43 56.2 58.2 1.69 9.36
6 尼龙6 5 0.46 64.9 67.5 1.91 6.55
7 尼龙1010 3.5 0.45 50.1 56.8 1.74 8.59
8 尼龙12与尼龙1010共混树脂 2.5 0.45 53.4 55.7 1.71 9.11
对比例 尼龙12 0 0.42 45.5 48.1 1.25 8.40
应用例
一种尼龙/碳纳米管复合粉末材料，其原料包括如下组分：尼龙树脂，溶剂，碳纳米管，碳纳米管分散剂，流动助剂，抗氧剂，原料中各组分按重量份数计为：尼龙12树脂100份，700份乙醇/丁酮（体积比97：3）有机溶剂，碳纳米管0.5份，十二烷基苯磺酸钠0.14份，乳化剂OP0.01份，流动助剂白炭黑0.3份，抗氧剂1010 0.9份，抗氧剂168 0.1份。
上述尼龙/碳纳米管复合粉末材料的制备方法，包括以下步骤：
(1) 称取碳纳米管5g、十二烷基苯磺酸钠1.4g，乳化剂OP 0.1g，加入到50份有机溶剂中，在50℃的恒温水浴中超声分散，经超声分散12h后，得到分散效果良好的碳纳米管分散液。
(2) 将步骤(1)中的碳纳米管分散液加入到10L反应釜内，再往反应釜内加入1000g尼龙12树脂、3g白炭黑、9g抗氧剂1010、1g抗氧剂168和650份有机溶剂，密闭反应釜，向反应釜内充入氮气并排出氧气，保持釜内压力为常压，开启搅拌，设定搅拌速度为300r/min，开启加热，使反应釜内温度逐渐升至145℃，然后保持该温度1h，保温结束后，关闭加热，使反应釜内温度以1℃/3min的速率冷却至室温，取出产物。
(3) 将步骤(2)中所得的产物减压抽滤，得到尼龙12/碳纳米管复合粉末；将复合粉末置于80℃的真空干燥箱内烘干12h，然后将干燥的粉末放入球磨罐中球磨20min，然后将粉末过150目分样筛，最终得到符合要求的尼龙12/碳纳米管复合粉末。
(4) 在SLS设备上成形步骤(3)所得的尼龙/碳纳米管复合粉末材料，制备工艺参数为：激光功率18W，扫描速度4000mm/s，烧结间距：0.25mm，烧结层厚度：0.1mm，预热温度：165℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：包括如下重量份数的原料：
尼龙树脂 100份
有机溶剂 500-2000份
碳纳米管 0.1-5份
碳纳米管分散剂 0.01-1.5份
流动助剂 0.1-1份
抗氧剂 0.1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述尼龙树脂为PA6、PA66、PA1010、PA11、PA12中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述有机溶剂由90vol%-100vol%的主溶剂和0vol%-10vol%的辅溶剂组成，所述主溶剂为甲醇和/或乙醇，所述辅溶剂为丁酮。
4.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述碳纳米管的管径为10-30nm，长度为10-30μm。
5.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述碳纳米管分散剂由90wt%-98wt%阴离子型表面活性剂和2wt%-10wt%的非离子型表面活性剂组成。
6.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述的流动助剂为白炭黑、纳米氧化铝、纳米氧化钙中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料，其特征在于：所述抗氧剂由70wt%-90wt%受阻酚类抗氧剂和10wt%-30wt%亚磷酸酯类抗氧剂组成。
8.权利要求1-7任意一项所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1) 称取部分有机溶剂，将碳纳米管和碳纳米管分散剂加入到该有机溶剂中，在40-60℃的恒温水浴下进行超声分散，经超声分散5-7h后，得到碳纳米管分散液；
(2) 将步骤(1)中所得的碳纳米管分散液和尼龙树脂、抗氧剂、流动助剂及余量有机溶剂加入高压反应釜内，于惰性气体初始压力为0-2MPa的条件下，搅拌，升温至140-200℃，保温30-90min后，降温至常温，分离出其中所得的固体粉末，经过干燥、球磨、过筛后，最终制得所述的尼龙/碳纳米管复合粉末。
9.根据权利要求8所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）降温至常温的降温速率为1℃-2℃/5min，搅拌速率为400-800r/min。
10.根据权利要求8所述的一种尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）干燥为真空干燥，球磨所用的球磨珠材质为氧化锆陶瓷球磨珠，所述氧化锆陶瓷球磨珠的直径为5mm，所述过筛所用的筛的目数为150目。
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