CN109322000A - 一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法 - Google Patents
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及聚酰胺改性技术领域，具体涉及一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法；所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的4‑8份的改性石墨烯、80‑120份的聚酰胺、2‑4份份的改性剂、10‑15份的添加剂、2‑5份的润滑剂、3‑10份的增白剂、2‑5份的抗老化剂；本发明制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝是采用熔融法来进行制备的，其制备方法相对简单，且在改性过程中不会产生有毒有害的物质，是一种绿色环保的改性方法，其中对石墨烯的改性有效的增强了其和聚酰胺的相容性，有效提高石墨烯原位聚合改性聚酰胺的改性能力，从而有效的提高了聚酰胺的力学性能，改善了其应用领域的范围。
Description
技术领域
本发明属于聚酰胺改性技术领域，具体涉及一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道的形式进行排布的正六边型，呈蜂巢晶格构型的二维碳纳米材料。其本身具有非常优异的力学特性，能够有效的增强材料的力学性能，因此其在材料学、航天、飞机、生物医学和建筑等领域具有非常重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的新材料。而现如今的聚酰胺其力学性能相对较低，其适应范围大多为民用领域，其在高科技领域的应用范围较为狭窄，因此要打破这样的限定，就必须增强聚酰胺材料的力学性能。
针对上述专利存在的问题，本发明研发了石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝能够很好的满足市场对聚酰胺丝的特殊需求。
发明内容
为了达到背景技术中的目的，本发明提出的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法；
本发明通过如下的技术方案实现的：
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的4-8份的改性石墨烯、80-120份的聚酰胺、2-4份份的改性剂、10-15份的添加剂、2-5份的润滑剂、3-10份的增白剂、2-5份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的4-8份的改性石墨烯、80-120份的聚酰胺、2-4份份的改性剂、10-15份的添加剂、2-5份的润滑剂、3-10份的增白剂、2-5份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
进一步地，所述的改性石墨烯为：将40-60份的石墨烯、10-15份的聚乙烯醇、5-10份的聚醋酸纤维、1-2份的对乙二氰、4-5份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
进一步地，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
进一步地，所述的改性剂为：硅烷偶联剂、MDI、IPDI、对苯二氰氨、二氨中的一种或几种。
进一步地，所述的添加剂为：将质量份数计的10-15份的聚甲基丙烯酸丁酯、5-10份的苯乙烯、3-5份的ABS、5-8份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
进一步地，所述的润滑剂为：将质量份数计的10-20份硬脂酸、5-10份的硬脂酸钠、6-8份的氯化聚乙烯、4-8份的月桂酸钠、3-5份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
进一步地，所述的抗老化剂为：将质量份数计的4-5份的抗氧化剂616、4-6份的UV328、6-10份的亚磷酸酯、4-6份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
进一步地，所述的增白剂为：将质量份数计的10-15份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和2-6份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
附图说明
图1是本发明提出的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制造工艺流程图。
有益效益
（1）本发明制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝是采用熔融法来进行制备的，其制备方法相对简单，且在改性过程中不会产生有毒有害的物质，是一种绿色环保的改性方法；
（2）本发明通过对石墨烯的改性有效的增强了其和聚酰胺的相容性，有效提高石墨烯原位聚合改性聚酰胺的改性能力，从而有效的提高了聚酰胺的力学性能，改善了其应用领域；
（2）本发明通过通过加入抗老化剂，有效的保证了制备的聚酰胺预取向丝不会退色和被氧化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合实验数据，对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。
实施例1
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的7份的改性石墨烯、110份的聚酰胺、4份份的改性剂、14份的添加剂、4份的润滑剂、8份的增白剂、4份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的7份的改性石墨烯、110份的聚酰胺、4份份的改性剂、14份的添加剂、4份的润滑剂、8份的增白剂、4份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
进一步地，所述的改性石墨烯为：将60份的石墨烯、15份的聚乙烯醇、9份的聚醋酸纤维、1份的对乙二氰、5份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
进一步地，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
进一步地，所述的改性剂为：硅烷偶联剂。
进一步地，所述的添加剂为：将质量份数计的12份的聚甲基丙烯酸丁酯、8份的苯乙烯、4份的ABS、6份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
进一步地，所述的润滑剂为：将质量份数计的15份硬脂酸、8份的硬脂酸钠、6份的氯化聚乙烯、6份的月桂酸钠、4份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
进一步地，所述的抗老化剂为：将质量份数计的5份的抗氧化剂616、4份的UV328、10份的亚磷酸酯、5份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
进一步地，所述的增白剂为：将质量份数计的15份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和5份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
实施例2
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的6份的改性石墨烯、100份的聚酰胺、3份份的改性剂、12份的添加剂、3份的润滑剂、7份的增白剂、3份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的6份的改性石墨烯、100份的聚酰胺、3份份的改性剂、12份的添加剂、3份的润滑剂、7份的增白剂、3份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
进一步地，所述的改性石墨烯为：将50份的石墨烯、12份的聚乙烯醇、6份的聚醋酸纤维、1份的对乙二氰、5份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
进一步地，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
进一步地，所述的改性剂为：对苯二氰氨。
进一步地，所述的添加剂为：将质量份数计的15份的聚甲基丙烯酸丁酯、7份的苯乙烯、4份的ABS、5份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
进一步地，所述的润滑剂为：将质量份数计的15份硬脂酸、6份的硬脂酸钠、7份的氯化聚乙烯、5份的月桂酸钠、5份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
进一步地，所述的抗老化剂为：将质量份数计的4份的抗氧化剂616、45份的UV328、6-10份的亚磷酸酯、6份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
进一步地，所述的增白剂为：将质量份数计的12份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和4份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
实施例3
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的4份的改性石墨烯、80份的聚酰胺、2份份的改性剂、10份的添加剂、2份的润滑剂、3份的增白剂、2份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的4份的改性石墨烯、80份的聚酰胺、2份份的改性剂、10份的添加剂、2份的润滑剂、3份的增白剂、2份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
进一步地，所述的改性石墨烯为：将40份的石墨烯、10份的聚乙烯醇、5份的聚醋酸纤维、1份的对乙二氰、4份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
进一步地，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
进一步地，所述的改性剂为：IPDI。
进一步地，所述的添加剂为：将质量份数计的10份的聚甲基丙烯酸丁酯、5份的苯乙烯、3份的ABS、5份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
进一步地，所述的润滑剂为：将质量份数计的10份硬脂酸、5份的硬脂酸钠、6份的氯化聚乙烯、4份的月桂酸钠、3份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
进一步地，所述的抗老化剂为：将质量份数计的4份的抗氧化剂616、4份的UV328、6份的亚磷酸酯、4份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
进一步地，所述的增白剂为：将质量份数计的10份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和2份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
实施例4
一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的8份的改性石墨烯、120份的聚酰胺、4份份的改性剂、15份的添加剂、5份的润滑剂、10份的增白剂、5份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的8份的改性石墨烯、120份的聚酰胺、4份份的改性剂、15份的添加剂、5份的润滑剂、10份的增白剂、5份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
进一步地，所述的改性石墨烯为：将60份的石墨烯、15份的聚乙烯醇、10份的聚醋酸纤维、2份的对乙二氰、5份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
进一步地，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
进一步地，所述的改性剂为：MDI。
进一步地，所述的添加剂为：将质量份数计的15份的聚甲基丙烯酸丁酯、10份的苯乙烯、5份的ABS、8份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
进一步地，所述的润滑剂为：将质量份数计的20份硬脂酸、10份的硬脂酸钠、8份的氯化聚乙烯、8份的月桂酸钠、5份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
进一步地，所述的抗老化剂为：将质量份数计的5份的抗氧化剂616、6份的UV328、10份的亚磷酸酯、6份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
进一步地，所述的增白剂为：将质量份数计的15份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和6份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
实验分析：
1、力学性能检测
将实施例1-4制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝和市场购买的聚酰胺丝进行力学性能测试，其检测结果如下：
由上表可以看出本发明制备的石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝，其力学性能较普通市场售卖的聚酰胺丝更好，其拉伸强度是普通市场售卖的聚酰胺丝的1.2倍以上，以及耐磨性能比普通市场售卖的聚酰胺丝好。
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。
Claims (8)
1.一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝的组成为：质量份数计的4-8份的改性石墨烯、80-120份的聚酰胺、2-4份份的改性剂、10-15份的添加剂、2-5份的润滑剂、3-10份的增白剂、2-5份的抗老化剂；
所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法为：将质量份数计的4-8份的改性石墨烯、80-120份的聚酰胺、2-4份份的改性剂、10-15份的添加剂、2-5份的润滑剂、3-10份的增白剂、2-5份的抗老化剂加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入烘干机中进行烘干，烘干温度为80℃，烘干后将物料加入双螺杆挤出机中进行熔融改性及造粒挤出，得到粒径大小相同的颗粒，然后将该料粒加入热熔融抽丝机中进行抽丝，挤出的丝线经过高速纺丝，得到到的丝线就是石墨烯原位聚合改性聚酰胺的预取向丝。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的改性石墨烯为：将40-60份的石墨烯、10-15份的聚乙烯醇、5-10份的聚醋酸纤维、1-2份的对乙二氰、4-5份的有机锡催化剂、加入混料机中进行混合，混合均匀后，将物料加入双螺杆造粒挤出机中进行改性及造粒挤出，得到改性料粒，该料粒就是改性涤石墨烯。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的聚酰胺为：己内酰胺和氨基乙酸按照摩尔质量比为1:1的比例进行混合后，在高温高压条件下制备得到的物质。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的改性剂为：硅烷偶联剂、MDI、IPDI、对苯二氰氨、二氨中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的添加剂为：将质量份数计的10-15份的聚甲基丙烯酸丁酯、5-10份的苯乙烯、3-5份的ABS、5-8份的高密度聚乙烯加入反应釜中，进行混合反应20分钟后得到的物质，该物质就是添加剂。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的润滑剂为：将质量份数计的10-20份硬脂酸、5-10份的硬脂酸钠、6-8份的氯化聚乙烯、4-8份的月桂酸钠、3-5份的十五烷酸钠加入反应釜，在60℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是润滑剂。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的抗老化剂为：将质量份数计的4-5份的抗氧化剂616、4-6份的UV328、6-10份的亚磷酸酯、4-6份的月桂酸钠加入反应釜，在65℃条件下进行反应1小时后得到的物质，该物质就是抗老化剂。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯原位聚合改性聚酰胺预取向丝及其制备方法，其特征在于，所述的增白剂为：将质量份数计的10-15份的粒径大小为500-1000纳米的钛白粉和2-6份的A-388塑料增量剂加入混料机中进行混合均匀后得到的物质。
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|---|---|---|---|---|
| CN115304910A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-11-08 | 明光科迪新材料有限公司 | 一种适用于pa6原位聚合高浓度纳米色浆的制备 |
Citations (3)
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| EP1359196A1 (de) * | 2002-05-03 | 2003-11-05 | REHAU AG + Co | Schichtsilikatverstärkte Polyamid-Zusammensetzung |
| CN105566899A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-05-11 | 湖南城市学院 | 一种高耐磨高抗冲击聚酰胺6基纳米复合材料及其制备方法 |
| CN106243700A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-12-21 | 常州第六元素材料科技股份有限公司 | 一种石墨烯改性pa6复合材料及其制备方法 |
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2018
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