CN117050519A - 一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，特点是包括以下步骤，将金属盐、柠檬酸钠、氧化石墨烯混合，将金属盐氧化石墨烯混合液与一定浓度的碱溶液同时加入微液膜反应器反应，接着水浴晶化后，离心，洗涤，冷冻干燥即得LDHs/rGO；将尼龙66、LDHs/rGO阻燃剂、抗氧剂、增韧剂、润滑剂加入混合机中高速混合，经双螺杆挤出机挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料，优点是制备的尼龙66复合材料阻燃性能、极限氧指数、力学性能都得到了显著提升，能广泛的应用于需要高强度、阻燃性、耐高温材料的汽车工业和电子电气工业领域。

Description

一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于阻燃尼龙合成技术领域，尤其涉及一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法。
背景技术
尼龙66(聚酰胺66)，由于其具有优良的力学性能、耐磨损、自润滑性好和对化学试剂稳定等优点，是目前尼龙产品中产量最大、用途最广的品种，广泛应用于工程塑料、化学纤维以及材料领域。然而，未改性的尼龙66阻燃性能较差，极限氧指数约24％，垂直燃烧只能达到UL94V-2级，在燃烧过程中产生滴落易引发火灾。因此，通过对尼龙材料的阻燃改性来拓宽其在建筑、服装以及电子产品领域的应用具有重要的意义。
目前，改善尼龙66阻燃性能的方法主要有原位聚合反应法、物理添加共混法和织物后处理法。原位聚合反应法是将阻燃剂作为反应组分与聚合单体一起参与聚合反应，通过化学键连接到聚合物分子链中，从而改善其阻燃性能。常用的卤素、有机磷或含氮系列反应型阻燃剂的使用往往会降低尼龙材料的力学性能、热稳定性以及加工性等。同时反应型阻燃剂分子结构较复杂，价格较昂贵，不利于大规模工业化生产。织物后处理法是对聚尼龙纤维和织物通过表面接枝、涂覆等方式改善其阻燃效果，但耐久性较差。物理添加共混法，也就是采用在尼龙树脂中或纺丝挤出过程中加入阻燃剂，例如硅系、氢氧化物等，这种方法效果明显，操作简便、适用范围广、易放大，是一种比较经济的方法。
公开号CN 113045892A采用氢氧化镁与尼龙66进行熔融共混，得到阻燃型的尼龙66共聚物。但由于氢氧化镁加入量较低，对聚合物材料的阻燃性能提升有限，同时并没有根本解决粉体分散性低，与聚合物界面相容性差的问题。公开号CN 103160949A采用尼龙66树脂粉、有机蒙脱土、纳米二氧化硅、多聚磷酸铵进行共混造粒，获得极限氧指数≥32％的纳米阻燃尼龙66纤维，但是制备中再加工过程会显著破坏聚合物的机械性能。公开号CN103160949A在传统的十溴二苯乙烷/锑白互配阻燃尼龙66体系中，加入吸酸剂来吸收加工过程中产生的部分HBr分子，但SbBr3的存在仍然会影响尼龙66材料的热稳定性，从而限制了聚合物的使用范围，并且该法使用的阻燃剂种类多，工艺复杂难以放大。
水滑石(LDHs)材料，指层状双氢氧化物，是一种典型的阴离子型层状纳米材料。LDHs的结构通式为：[M1-x 2+Mx 3+(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，其中M2+、M3+分别表示位于层板上的二价和三价金属阳离子，An-表示层间可交换的阴离子。由于其独特的结构和性质，LDHs在高分子聚合物的阻燃领域也具有较好的应用前景。LDHs的表面碱性使可以吸收高聚物热降解释放的酸性气体，延缓材料的分解，同时其独特的热分解特性，使LDHS在逐步吸热分解过程中可以释放出水蒸气和二氧化碳，不仅可以带走聚合物表面的部分热量，还可以稀释可燃气体与氧气浓度，从而抑制燃烧。LDHS较好的吸附能力可以让分解后的复合金属氧化物(MMO)吸附小分子气体和固体炭颗粒，起到抑烟作用等。然而，聚合物中过多水滑石的使用也会降低基体的强度，因此，复合阻燃体系的开发变得格外重要。石墨烯作为一种新型的碳材料，其在聚合物阻燃改性方面的研究也日渐广泛。石墨烯遇到明火时不会燃烧，在聚合物/石墨烯体系中，石墨烯可以促使聚合物迅速碳化，此外，石墨烯具有优异的力学性能，还原氧化石墨烯(rGO)被认为是尼龙66的有效成核剂，可以提高尼龙66晶体的取向度，改善聚合物的力学性能，但单纯石墨材料的阻燃性能仍较差。目前，国内外还没有公开将水滑石材料和还原氧化石墨烯与尼龙66进行复合制备阻燃尼龙66复合材料的相关研究报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有优异的阻燃性能和机械性能的阻燃尼龙66复合材料的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成LDHs/rGO：
A.称取一定量硝酸盐Cu(NO3)2·3H2O、M(NO3)x、Al(NO3)3·9H2O与0.5～2份柠檬酸钠置于烧杯中，加入100份去离子水超声溶解，再加入0.1～1份氧化石墨烯充分混合得到金属盐氧化石墨烯混合液，其中金属离子Cu2+、Mx+与Al3+的总浓度为0.05～0.2mol/L，且(Cu2++Mx+)/Al3+的摩尔比为2～4；
B.将氢氧化钠与无水碳酸钠溶于100份去离子水中，其中碱溶液的摩尔浓度为[NaOH]＝1.6([Cu2+]+[Mx+]+[Al3+])，[Na2CO3]＝2[Al3+]；
C.将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温60～70℃的水浴锅中晶化12～20h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得LDHs/rGO阻燃剂；
(2)制备尼龙66复合材料：
将80～95重量份尼龙66、5～15份LDHs/rGO阻燃剂、0.1～1份抗氧剂、0.5～5份增韧剂和0.2～1.5份润滑剂加入高速混合机中，常温混合1～2分钟得到混合物料，将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66复合材料。
进一步，步骤(1)中所述的氧化石墨烯的制备方法如下：将重量份为3～5份的硝酸钠搅拌溶解于200份的浓硫酸中，加入5～8份的石墨粉搅拌均匀后，再缓慢加入15～20份高锰酸钾，搅拌2h，换恒温水浴30～40℃继续搅拌1～3h后，加入250份去离子水并升温至85～95℃，氧化0.5～1h；氧化结束后加入冰水降温，用质量浓度为30％H2O2溶液处理未反应的高锰酸钾，待不再产生气泡时，离心洗涤至pH＝7，冷冻干燥后得到氧化石墨烯。
进一步，步骤(1)中所述Mx+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+中的任一种。
进一步，步骤(2)中所述的增韧剂为苯二甲酸酯类、聚酯类、间规1，2-聚丁二烯或聚酰胺类中的一种或几种。加入增韧剂可以降低复合材料脆性,提高复合材料抗冲击性能。
进一步，步骤(2)中所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、硫代酯类抗氧剂(硫代二丙酸二月桂醇酯)、亚磷酸酯类抗氧剂(亚磷酸三月桂酯)中的一种或几种。加入抗氧剂可以防止聚合物材料热氧化降解，也能改善聚合物在高温加工条件下的耐变色性。
进一步，步骤(3)中所述的润滑剂为硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸铝、硬脂酸锌、月桂酸、油酸、硬脂醇或月桂醇中的中的一种或几种。加入润滑剂的作用是降低物料之间、物料与加工设备之间摩擦力，降低内生热和改善熔融流动性。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，所构筑的LDHs/rGO杂化材料阻燃剂的高性能源于多种机制的协同作用：分解吸热作用(LDHs的热分解特性)、惰性气体的稀释作用(分解产生H2O、CO2)、物理屏障作用(片层结构)和吸附炭颗粒作用(多孔MMO)。
此外，还原氧化石墨烯与水滑石片的相互作用成功调控了LDHs的尺寸和微观形貌等界面性质，一方面更小尺寸的LDHs和rGO对LDHs的锚定作用可提高LDHs与尼龙66的界面接触性，抑制LDHs在尼龙66中的团聚，另一方面通过微液膜反应器成核晶化隔离法得到独特的蜂窝状/纳米片阵列增强了LDHs的物理屏障作用，延长了可燃气体的扩散路径。
同时，受热分解的水滑石材料形成的复合金属氧化物中，金属阳离子作为酸性位点可以发挥强脱水性，促进尼龙66燃烧成炭，形成的炭化层导致火焰到凝聚相的热传导速率降低，从而使得尼龙66燃烧过程中的热降解过程得到抑制，燃烧过程中便不易产生熔滴，在燃烧表面所产生较为致密的炭化层能阻止内部的热分解产物进入气相继续参与燃烧反应。
本发明的阻燃尼龙66复合材料具有较好的力学性能，抗冲击性能优异，这是由于阻燃剂LDHs/rGO加入尼龙66起成核剂的作用，增强了与聚合物基体间的界面作用，促进同时独特的蜂窝状/纳米片阵列结构会提高阻燃剂与尼龙66的结合力，增强分子链之间的作用力，进一步提升了尼龙66的机械性能。
综上所述，本发明的阻燃尼龙66复合材料的制备方法，将水滑石材料和还原氧化石墨烯与尼龙66进行复合，通过提高金属中心的分散度和调控结构，发挥LDHs和石墨烯的协同阻燃效果，从而极大的提升聚合物的阻燃性能，其不仅具有优异的阻燃性能，而且提升了尼龙66的机械性能，该方法对设备要求低，可批量化连续生产，生产效率高，具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为实施例1中制备的GO、CuZnAl-LDH/rGO阻燃材料的XRD谱图；
图2为实施例1中制备的CuZnAl-LDH/rGO阻燃材料的SEM图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一、具体实施例
实施例1
一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成氧化石墨烯GO：
在冰水浴中，将30g的硝酸钠搅拌溶解于2000g的浓硫酸(98％)中，加入50g石墨粉搅拌均匀，再将150g高锰酸钾缓慢加入上述溶液中，搅拌2h，换恒温水浴35℃继续搅拌2h，加入2500mL去离子水并升温至90℃，氧化0.5h，氧化结束后加入冰水降温，用500mL的质量浓度为30％的H2O2处理未反应的高锰酸钾，待不再产生气泡时，离心洗涤至pH＝7，冷冻干燥后得到氧化石墨烯粉末；
(2)合成CuZnAl-LDH/rGO：
称取12.1g Cu(NO3)2·3H2O、14.9g Zn(NO3)2·6H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器(河北廊通机械JMS-50)中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuZnAl-LDH/rGO；
(3)制备尼龙66复合材料：
将900g尼龙66、60g CuZnAl-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
图1给出了实施例1中制备的GO、CuZnAl-LDH/rGO阻燃材料的XRD谱图，GO品在20＝11.2°出现了(001)的衍射峰，峰形尖锐且对称，表明样品层间存在大量含氧官能团，氧化石墨烯制备成功。CuZnAl-LDH/rGO样品的XRD图谱上有峰形对称良好的3R堆积的LDHs特征衍射峰(003)，(006)，(012)，(110)和(113)，并未出现GO的(001)的衍射峰和石墨的(002)衍射峰，说明在反应中GO被成功还原为rGO，表明成功合成CuZnAl-LDH/rGO杂化复合材料。
图2为实施例1中制备的CuZnAl-LDH/rGO阻燃材料的SEM图，样品中LDHs片之间相互垂直排列，同时LDHs又垂直生长在rGO片上，形成了独特的蜂窝状微/纳米片阵列结构。值得注意的是，样品CuZnAl-LDH/rGO的SEM中LDHs片的大小约100～200nm，与常规LDHs片相比较小，说明石墨成功限制了LDHs片的生长。
实施例2
同上述实施例1，其区别在于步骤(1)合成CuMgAl-LDH/rGO中：称取12.1gCu(NO3)2·3H2O、12.8g Mg(NO3)2·6H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuMgAl-LDH/rGO；
步骤(2)制备尼龙66复合材料中：将900g尼龙66、60g CuMgAl-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
实施例3
同上述实施例1，其区别在于步骤(1)合成CuCoAl-LDH/rGO中：称取12.1gCu(NO3)2·3H2O、14.6g Co(NO3)2·6H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuCoAl-LDH/rGO；
步骤(2)制备尼龙66复合材料中：将900g尼龙66、60g CuCoAl-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
实施例4
同上述实施例1，其区别在于步骤(1)合成CuAl-LDH/rGO中：称取24.2gCu(NO3)2·3H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuAl-LDH/rGO；步骤(2)制备尼龙66复合材料中：将900g尼龙66、60gCuAl-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
实施例5
同上述实施例1，其区别在于步骤(1)合成NiMgAl-LDH/rGO中：称取14.5gNi(NO3)2·6H2O、12.8g Mg(NO3)2·6H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得NiMgAl-LDH/rGO；
步骤(2)制备尼龙66复合材料中：将900g尼龙66、60gNiMgAl-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
实施例6
同上述实施例1，其区别在于步骤(1)合成CuMgFe-LDH/rGO中：称取12.1gCu(NO3)2·3H2O、12.8g Mg(NO3)2·6H2O、20.2g Fe(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，然后称取5g氧化石墨烯加入上述溶液中充分混合，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuMgFe-LDH/rGO；
步骤(2)制备尼龙66复合材料中：将900g尼龙66、60g CuMgFe-LDH/rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
对比例1
(1)合成CuZnAl-LDH：
称取12.1g Cu(NO3)2·3H2O、14.9g Zn(NO3)2·6H2O、18.8gAl(NO3)3·9H2O与10g柠檬酸钠置于烧杯中，加入1000mL去离子水超声溶解，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将金属盐混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得CuZnAl-LDH；
(2)制备尼龙66复合材料：
将900g尼龙66、60g CuZnAl-LDH阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
对比例2
(1)合成rGO
称取50g实施例1步骤1制备的氧化石墨烯加入1000mL去离子水中超声搅拌，随后将9.6g氢氧化钠与10.6g无水碳酸钠溶于1000mL去离子水中，将氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温65℃的水浴锅中晶化16h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得还原氧化石墨烯rGO；(2)制备尼龙66复合材料：
将900g尼龙66、60g rGO阻燃剂、5g抗氧剂四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、20g苯乙烯-丁二烯共聚物、3g油酸酰胺加入高速混合机中，常温混合2分钟得到混合物料，再将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66材料。
对比例3
同上述实施例1，其区别在于步骤(3)中省去阻燃剂。
二、实验结果分析
为了进一步探究上述阻燃尼龙66的性能，对实施例1-6和对比例1-3制备的阻燃尼龙66的性能进行了检测，结果记录如下表。
表1实施例与对比例制备的产品的性能测试数据
测试条件如下：
按GB/T 1040-2018标准，拉伸速率为50mm/min下测定拉伸性能；
按GB/T 9341-2008标准，弯曲速率为2mm/min下测定弯曲性能；
按GB/T 1843-2008标准，样条厚度为4mm下测定抗冲击强度；
按GB/T 2406-2009标准，样条厚度为4mm下测定极限氧指数；
按GB/T 2408-2008标准，进行UL94标准的垂直燃烧实验，样条厚度1.6mm；评价级别分为三个，分别是V-0，V-1，V-2，具体判定标准如表2所示。
表2燃烧等级评判标准
条件 V-0 V-1 V-2
一根试样有火焰燃烧的时间(t1或t2)/s ≤10 ≤30 ≤30
五根试样有火焰燃烧时间(t1+t2)/s ≤50 ≤250 ≤250
第二次被点燃后的有焰和无焰燃烧时间(t2+t3)/s ≤30 ≤60 ≤60
试样燃烧蔓延到夹具的现象 无 无 无
熔融滴落有无引燃试样底部的脱脂棉 无 无 有
比较表中的数据可知，相比较纯尼龙66，本发明所述的阻燃尼龙66复合材料的阻燃性能、极限氧指数、拉伸及弯曲性能都得到了显著提升，这是由于所构筑的LDHs/rGO杂化材料的多种阻燃协同作用，通过分解吸热，产生惰性气体抑制燃烧，独特的片层结构起到的屏障作用以及吸附炭颗粒，从而提升了尼龙材料的阻燃性能。同时，分解得到的复合金属氧化物中，金属阳离子作为酸性位点可以促进尼龙66快速成炭，形成的炭化层导致火焰到凝聚相的热传导速率降低，从而使得尼龙66燃烧过程中的热降解过程得到抑制，在燃烧表面所产生较为致密的炭化层能阻止内部的热分解产物进入气相继续参与燃烧反应。此外，使用具有优良力学性能的还原氧化石墨烯和所形成独特的蜂窝状/纳米片阵列结构，可以进一步改善阻燃性能的同时还能保证聚合物具有较好的机械强度，保证了其强度与加工性能。因此，通过该改性方法，可使得聚合物具有优良的阻燃性能和力学性能，能广泛的应用于汽车工业和电子电气工业中，尤其是需要高强度、阻燃性、耐高温材料的领域。
上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)合成LDHs/rGO：
A.称取一定量硝酸盐Cu(NO3)2·3H2O、M(NO3)x、Al(NO3)3·9H2O与0.5～2份柠檬酸钠置于烧杯中，加入100份去离子水超声溶解，再加入0.1～1份氧化石墨烯充分混合得到金属盐氧化石墨烯混合液，其中金属离子Cu2+、Mx+与Al3+的总浓度为0.05～0.2mol/L，且(Cu2++Mx +)/Al3+的摩尔比为2～4；
B.将氢氧化钠与无水碳酸钠溶于100份去离子水中，其中碱溶液的摩尔浓度为[NaOH]＝1.6([Cu2+]+[Mx+]+[Al3+])，[Na2CO3]＝2[Al3+]；
C.将金属盐氧化石墨烯混合液与碱溶液同时缓慢导入微液膜反应器中，在3000转下反应3分钟，随后收集悬浊液转移到恒温60～70℃的水浴锅中晶化12～20h，离心，洗涤，冷冻干燥后即得LDHs/rGO阻燃剂；
(2)制备尼龙66复合材料：
将80～95重量份尼龙66、5～15份LDHs/rGO阻燃剂、0.1～1份抗氧剂、0.5～5份增韧剂和0.2～1.5份润滑剂加入高速混合机中，常温混合1～2分钟得到混合物料，将混合物料从双螺杆挤出机的加料口加入，在220～270℃进行造粒，挤出、切粒、干燥后得到阻燃尼龙66复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述的氧化石墨烯的制备方法如下：将重量份为3～5份的硝酸钠搅拌溶解于200份的浓硫酸中，加入5～8份的石墨粉搅拌均匀后，再缓慢加入15～20份高锰酸钾，搅拌2h，换恒温水浴30～40℃继续搅拌1～3h后，加入250份去离子水并升温至85～95℃，氧化0.5～1h；氧化结束后加入冰水降温，用质量浓度为30％H2O2溶液处理未反应的高锰酸钾，待不再产生气泡时，离心洗涤至pH＝7，冷冻干燥后得到氧化石墨烯。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述Mx+为Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的增韧剂为苯二甲酸酯类、聚酯类、间规1，2-聚丁二烯或聚酰胺类中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂(四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、硫代酯类抗氧剂(硫代二丙酸二月桂醇酯)、亚磷酸酯类抗氧剂(亚磷酸三月桂酯)中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃尼龙66复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的润滑剂为硬脂酰胺、油酸酰胺、硬脂酸铝、硬脂酸锌、月桂酸、油酸、硬脂醇或月桂醇中的中的一种或几种。
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