[发明专利]一种石墨烯/MC尼龙纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/MC尼龙纳米复合材料的制备方法，其特征在于，使用分散剂物理剥离石墨原料制备石墨烯分散液；向石墨烯分散液加入部分己内酰胺进行预分散，得到预混物；向预混物中加入剩余量的己内酰胺，经脱水、阴离子开环原位聚合反应，得到石墨烯/MC尼龙纳米复合材料；

包括下列步骤：

(1)将石墨原料和分散剂按照一定配比加入到水中，经胶体研磨、超声处理得到石墨烯分散液；

(2)向石墨烯分散液中加入部分己内酰胺，混合并经胶体研磨、超声处理、高速搅拌机、均质器、球磨、两辊或三辊机研磨中的一种或多种方法组合的方式对混合物进行预分散，得到预混物；

(3)向预混物中加入剩余量己内酰胺，研磨一段时间，加热抽真空至恒温恒压，加入碱性催化剂，继续加热抽真空至恒温恒压，加入助催化剂，浇铸到已预热的模具中，保温、冷却脱模，得到石墨烯/MC尼龙纳米复合材料；

预混物中石墨烯、己内酰胺的重量比例为5：1～80；

分散剂选自芳香族磺酸盐甲醛缩合物、聚磺酸杯芳烃及其衍生物、萘磺酸盐甲醛缩合物、聚次甲基蒽磺酸钠、聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸、聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸乙酯、聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚磺酰基[4,8-双取代-(1,2-b:4,5-b′)苯并二噻吩]-[2,6-取代并噻吩]、芳香族聚硫醚酮、磺化聚对苯撑乙烯、磺化聚苯胺或水溶性丙磺酸芳纶中的一种或任意几种；

石墨烯分散液中石墨烯的浓度为不大于4wt％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，石墨原料采用片层厚度为0.02～0.05mm的天然鳞片石墨或/和层数大于10层且厚度为5-100nm的石墨微片。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，预混物中石墨烯、己内酰胺的重量比例为5：1～30。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，石墨烯分散液包括石墨烯、水和分散剂，石墨烯、分散剂的重量比例为1:0.01～30。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，石墨烯、分散剂的重量比例为1:0.2～20。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，石墨烯、分散剂的重量比例为1:0.5～10。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，石墨烯、分散剂的重量比例为1:1～5。

8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，石墨烯分散液中石墨烯的浓度为不大于2wt％。

9.一种采用根据权利要求1-8任一项所述的制备方法得到的石墨烯/MC尼龙纳米复合材料。

10.根据权利要求9所述的石墨烯/MC尼龙纳米复合材料，其特征在于，石墨烯的重量占比不大于2wt％。

11.根据权利要求10所述的石墨烯/MC尼龙纳米复合材料，其特征在于，石墨烯的重量占比不大于1wt％。

12.根据权利要求10或11所述的石墨烯/MC尼龙纳米复合材料，其特征在于，热导率为0.5-1.5W/m·K，导电性能10^-14-10^-8S/m，拉伸强度90-150MPa，弯曲强度100-180MPa，冲击强度3.1-5kJ/m²。