CN103804877B - 具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，特征是，包括以下工艺步骤：（1）将树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体；（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内搅拌，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料。本发明赋予材料导电、防微波辐射和光转化储能功能的同时，增强强度和耐磨性。

Description

具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，尤其是一种纳米石墨烯/二氧化钛体系导电/光转化材料的制备方法，属于功能高分子材料技术领域。
背景技术
功能高分子材料是目前材料领域的开发热点，随着科技的进步和现代产业对材料性能和功能上的要求逐渐提高，尤其是应用于军事等特殊应用领域的材料技术逐渐革新，世界各国也都加大了对新型功能和高性能材料的科技投入，如可以进行微波屏蔽的隐形材料，可以模拟外部环境进行本体变色的战地隐身衣和掩体材料等，这些特殊的需求对材料的发展起到了很大的促进作用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，赋予材料导电、防微波辐射和光转化储能功能的同时，增强强度和耐磨性。
按照本发明提供的技术方案，一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，特征是，包括以下工艺步骤：
（1）将树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体，球磨机转速为200～800转/分钟，喂料速度为5～15kg/分钟，出料经过筛孔过滤实现逐级分流，粒径为25～15μm的树脂粉体经过筛孔获得，粒径大的回收继续研磨；
（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛按质量比1～4:1混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内以转速为400～600转/分钟的转速搅拌40～70分钟，硅烷偶联剂与导电粉体的质量比为1:5～50，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体，采用筛孔筛选出粒径为10～100nm的石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；
（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与步骤（1）得到的树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；其中，石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体的质量比为10～50:30～60；
（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入步骤（3）得到的预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，磷酸二氢氢钠的加入量为预混物质量的0.01～0.05%，聚乙烯蜡的加入量为预混物质量的5～10%，双螺杆共混挤出机的挤出温度为200～300℃，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料。
步骤（1）中，所述树脂切片采用聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂或聚酯树脂。
本发明所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，采用纳米石墨烯/二氧化钛掺杂体系进行化学表面修饰以提高其与高分子树脂基体的相容性，表面为活性基团，通过反应型双螺杆共混挤出装置制备纳米石墨烯/二氧化钛体系复合导电/光转化聚合物，此种功能高分子聚合物具有导电、防微波辐射、和光转化储能等功能；采用纳米石墨烯与二氧化钛掺杂体系进行表面改性，可以在赋予高分子聚合物材料功能的同时增强高分子材料体系的强度和耐磨性；本发明所获得的功能材料可以应用于目前汽车外壳、通讯设备外壳等，通过不同的添加度来获得不同的功能效果，能够满足不同产业对于导电和光转化储能等功能性的需求。
附图说明
图1为添加二氧化钛后聚合物材料的电阻率变化图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
（1）将聚碳酸酯树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体，球磨机转速为200转/分钟，喂料速度为5kg/分钟，出料经过筛孔过滤实现逐级分流，粒径为25～15μm的树脂粉体经过筛孔获得，粒径大的回收继续研磨；
（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛按质量比1:1混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内以转速为400转/分钟的转速搅拌70分钟，硅烷偶联剂与导电粉体的质量比为1:5，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体，采用筛孔筛选出粒径为10～100nm的石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；
（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与步骤（1）得到的树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；其中，石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体的质量比为10:30；
（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入步骤（3）得到的预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，磷酸二氢氢钠的加入量为预混物质量的0.01%，聚乙烯蜡的加入量为预混物质量的5%，双螺杆共混挤出机的挤出温度为200℃，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料，聚合物材料再经切粒机造粒。
实施例二：一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
（1）将聚酰亚胺树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体，球磨机转速为800转/分钟，喂料速度为15kg/分钟，出料经过筛孔过滤实现逐级分流，粒径为25～15μm的树脂粉体经过筛孔获得，粒径大的回收继续研磨；
（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛按质量比4:1混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内以转速为600转/分钟的转速搅拌40分钟，硅烷偶联剂与导电粉体的质量比为1:50，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体，采用筛孔筛选出粒径为10～100nm的石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；
（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与步骤（1）得到的树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；其中，石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体的质量比为50:60；
（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入步骤（3）得到的预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，磷酸二氢氢钠的加入量为预混物质量的0.05%，聚乙烯蜡的加入量为预混物质量的10%，双螺杆共混挤出机的挤出温度为300℃，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料，聚合物材料再经切粒机造粒。
实施例三：一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，包括以下工艺步骤：
（1）将聚苯乙烯树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体，球磨机转速为600转/分钟，喂料速度为10kg/分钟，出料经过筛孔过滤实现逐级分流，粒径为25～15μm的树脂粉体经过筛孔获得，粒径大的回收继续研磨；
（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛按质量比2:1混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内以转速为500转/分钟的转速搅拌60分钟，硅烷偶联剂与导电粉体的质量比为1:10，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体，采用筛孔筛选出粒径为10～100nm的石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；
（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与步骤（1）得到的树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；其中，石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体的质量比为20:40；
（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入步骤（3）得到的预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，磷酸二氢氢钠的加入量为预混物质量的0.02%，聚乙烯蜡的加入量为预混物质量的6%，双螺杆共混挤出机的挤出温度为250℃，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料，聚合物材料再经切粒机造粒。
本发明所得到的聚合物材料具有以下性能：
（1）导电性：添加二氧化钛粉体可以降低电阻率，如图1所示为添加二氧化钛后聚合物材料的电阻率变化图，横坐标为二氧化钛的添加比例，单位为100%，纵坐标为电阻率，单位为Ω·cm；
（2）防微波辐射性能：由于聚合物材料具有导电性，在高频段的微波场中，纤维表面能够形成电离层，从而将外界的辐射屏蔽；
（3）光转换功能；在聚合物材料中的二氧化钛微粒能够吸收紫外光能，将其转化成为微粒的化学能，在与游离在空气中的有机物（如甲醛等）分解成为对人体无害的小分子；
（4）本发明添加了纳米石墨烯，由于石墨等的润滑作用耐磨性可以提高20-40%。

Claims (1)

1.一种具有导电和光转换储能功能的聚合物材料的制备方法，其特征是，包括以下工艺步骤：
（1）将树脂切片在球磨机上经过水磨法逐级分流制备得到粒径为25～45μm的树脂粉体，球磨机转速为200～800转/分钟，喂料速度为5～15kg/分钟，出料经过筛孔过滤实现逐级分流，粒径为25～15μm的树脂粉体经过筛孔获得，粒径大的回收继续研磨；
（2）将纳米石墨烯和纳米二氧化钛按质量比1～4:1混合得到导电粉体，将导电粉体放置于含有硅烷偶联剂的搅拌容器内以转速为400～600转/分钟的转速搅拌40～70分钟，硅烷偶联剂与导电粉体的质量比为1:5～50，得到石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体，采用筛孔筛选出粒径为10～100nm的石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体；
（3）将石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与步骤（1）得到的树脂粉体通过预混机混合均匀，得到预混物；其中，石墨烯和二氧化钛掺杂体系粉体与树脂粉体的质量比为10～50:30～60；
（4）向双螺杆共混挤出机的喂料口喂入步骤（3）得到的预混物，再添加磷酸二氢钠和聚乙烯蜡，磷酸二氢钠的加入量为预混物质量的0.01～0.05%，聚乙烯蜡的加入量为预混物质量的5～10%，双螺杆共混挤出机的挤出温度为200～300℃，得到所述具有导电和光转换储能功能的聚合物材料；
步骤（1）中，所述树脂切片采用聚碳酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚丙烯树脂或聚酯树脂。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100436532C (zh) * 2005-12-31 2008-11-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院 一种露天用具专用的纳米改性塑料母粒
CN101723313B (zh) * 2009-11-02 2012-05-30 浙江大学 一种制备纳米二氧化钛/碳纳米管复合材料的方法
TWI424957B (zh) * 2010-12-08 2014-02-01 Taiwan Textile Res Inst 石墨烯／奈米二氧化鈦複合物及其製備方法
WO2012102678A1 (en) * 2011-01-24 2012-08-02 Nano-Mem Pte. Ltd. A forward osmosis membrane
CN102185139B (zh) * 2011-03-31 2014-06-04 中国科学院过程工程研究所 一种纳米金属氧化物/石墨烯掺杂磷酸铁锂电极材料的制备方法
CN103408793A (zh) * 2013-07-23 2013-11-27 华南农业大学 一种非金属掺杂二氧化钛、及其制备方法与可降解塑料薄膜

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