CN106221155A - 一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法，它包括的组成原料为：磁粉、硅酸钠、磁性氧化铁、磁性氧化铝、纳米二氧化钛、聚多巴胺、聚膦腈、磁性四氧化三铁颗粒、2‑磷酸乙胺、聚乙烯酰亚胺、石蜡、高级脂肪族醇、乙二胺四乙酸、玻璃纤维、热稳定剂、粘合剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵、膨润土、纳米氧化铈。本发明本发明采用沥青基碳纤维增强了材料的力学性能可以极大的吸附和清除尾气中的有害气体以及粉尘物质，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。采用沥青基碳纤维增强了材料的力学性能可以极大的吸附和清除尾气中的有害气体以及粉尘物质。

Description

一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法。
背景技术
磁性塑料是七十年代发展起来的一种新型高分子功能材料，是现代科学技术领域
的重要基础材料之一。磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁性塑料是指
聚合物本身具有强磁性的磁体，这类磁性塑料还处于探索阶段，离实用化还有一定的距离 ；复合型磁性塑料是指以塑料或橡胶为基材加工而制成的磁体，这类磁性塑料现已实现商品化，目前用于填充的磁粉主要是铁氧体磁粉和稀土永磁粉。
目前，大多数功能塑料如阻燃抗静电塑料、导电塑料、耐磨塑料、发光塑料等都是通过加入各种功能助剂达到目的，其功能层仅局限于表层，里层的功能助剂大多没有发挥
实际效用，从而造成助剂浪费，增加了成本，且助剂添加过多使得材料性能下降明显。同时，目前的功能材料的制备工艺存在缺陷，制备工艺相对繁琐等。
针对现有功能材料的上述不足，本发明将磁性塑料的优异特性引入功能材料领域，从而克服现有功能材料的缺点，改性功能材料的性能。
发明内容
为克服上述不足，本发明提供一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法。
本发明是采取以下技术方案来实现的：一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料，它包括的组成原料为：聚乳酸壳聚糖15-20重量份、纳米石墨烯10-15重量份、磁粉20-30重量份、硅酸钠5-10重量份、磁性氧化铁10-20重量份、磁性氧化铝4-8重量份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、纳米二氧化钛8-12重量份、聚多巴胺1-5重量份、聚膦腈2-6重量份、磁性四氧化三铁颗粒12-20重量份、2-磷酸乙胺4-8重量份、聚乙烯酰亚胺1-5重量份、石蜡8-12重量份、高级脂肪族醇7-13重量份、乙二胺四乙酸5-9重量份、玻璃纤维7-13重量份、热稳定剂6-12重量份、粘合剂6-12重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-5重量份、膨润土8-16重量份、纳米氧化铈1-5重量份。
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
本发明还提供一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将磁粉、硅酸钠、磁性氧化铁、磁性氧化铝、纳米二氧化钛、聚多巴胺维置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；
(2)将剩余除热稳定剂、粘合剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯的其他组分置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；
(3)将组分A、组分B加入热稳定剂、粘合剂混合搅拌,搅拌速度500-600r/min，搅拌温度为45-55℃，搅拌时间60-80min，制得组分C备用；
(4)将组分C粉碎混合后，在搅拌过程中加入混合物体积分数为 3-5% 的纳米硅凝胶；混合均匀后将搅拌好的混凝土放入模具内，经振捣、制槽、蒸汽常温养护、拆模以及蒸汽高压养护后即可得到轻质墙体材料；其中，蒸汽高压养护的过程是将所得固体转移至养护装置中，在 170-180℃及 0.75MPa条件下养护 2小时；将基材放入铸件加工机中，先在铸件加平板硫化机上加压熔融，熔融温度为160-190℃，恒温3-5h后自然冷却；
（5）2天后脱模，再洒水养护7天，使混凝土充分水化；将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载；即可完成该种外墙板的预制过程。
综上所述本发明具有以下有益效果：本发明即得用于磁性塑料的功能材料，组分配制合理，方法简便、成本低廉，绿色环保，制作过程中不会产生剥离现象增强了材料的保质耐久性，大大加强了材料的紧密联接程度，制得的功能材料性能稳定、安全性好，具有较高的磁性优势，不仅大大的提高了磁性塑料产品的功能性和持久性，还在相当程度上降低了助剂的用量，节约了成本，对塑料基体的性能影响较小，使其较好的保持了原有的性能和强度，适用于大范围推广。添加的岩煤矸石、导电云母粉、纳米导电石墨粉等增强剂可以提高抗热老化开裂性能，从而提高铸造效率，降低铸造成本。选择光催化剂和可降解聚乳酸壳聚糖制备过滤纤维膜，具有吸附气溶胶以及挥发性有机物的双重功能，具有可降解环保的优点，采用的壳聚糖因为分子带正电荷，可以吸附点负电荷的细菌，使其具有杀菌功能；在结构上，制备了不同直径和孔隙的纤维膜层，结合层与层之间的纳米石墨烯，改善了复合吸附膜的孔隙和比表面积在，增强了功效。本发明采用沥青基碳纤维增强了材料的力学性能可以极大的吸附和清除尾气中的有害气体以及粉尘物质
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法
一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料，它包括的组成原料为：聚乳酸壳聚糖15重量份、纳米石墨烯10重量份、磁粉20重量份、硅酸钠5重量份、磁性氧化铁10重量份、磁性氧化铝4重量份、沥青基碳纤维粉末6份、非卤化有机次膦酸酯5份、六次甲基四胺8份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2份、导电云母粉0.3重量份、纳米导电石墨粉0.2重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8重量份、聚四氟乙烯纤维1重量份、纳米二氧化钛8重量份、聚多巴胺1重量份、聚膦腈2重量份、磁性四氧化三铁颗粒12重量份、2-磷酸乙胺4重量份、聚乙烯酰亚胺1重量份、石蜡8重量份、高级脂肪族醇7重量份、乙二胺四乙酸5重量份、玻璃纤维7重量份、热稳定剂6重量份、粘合剂6重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1重量份、膨润土8重量份、纳米氧化铈1重量份。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
本发明还提供一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将磁粉、硅酸钠、磁性氧化铁、磁性氧化铝、纳米二氧化钛、聚多巴胺维置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；
(2)将剩余除热稳定剂、粘合剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯的其他组分置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；
(3)将组分A、组分B加入热稳定剂、粘合剂混合搅拌,搅拌速度500-600r/min，搅拌温度为45-55℃，搅拌时间60-80min，制得组分C备用；
(4)将组分C粉碎混合后，在搅拌过程中加入混合物体积分数为 3-5% 的纳米硅凝胶；混合均匀后将搅拌好的混凝土放入模具内，经振捣、制槽、蒸汽常温养护、拆模以及蒸汽高压养护后即可得到轻质墙体材料；其中，蒸汽高压养护的过程是将所得固体转移至养护装置中，在 170-180℃及 0.75MPa条件下养护 2小时；将基材放入铸件加工机中，先在铸件加平板硫化机上加压熔融，熔融温度为160-190℃，恒温3-5h后自然冷却；
（5）2天后脱模，再洒水养护7天，使混凝土充分水化；将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载；即可完成该种外墙板的预制过程。
实施例2一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料及其制备方法
一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料，它包括的组成原料为：聚乳酸壳聚糖20重量份、纳米石墨烯15重量份、磁粉30重量份、硅酸钠10重量份、磁性氧化铁20重量份、磁性氧化铝8重量份、沥青基碳纤维粉末8份、非卤化有机次膦酸酯7份、六次甲基四胺10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷4份、导电云母粉0.5重量份、纳米导电石墨粉0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体1重量份、聚四氟乙烯纤维2重量份、纳米二氧化钛12重量份、聚多巴胺5重量份、聚膦腈6重量份、磁性四氧化三铁颗粒20重量份、2-磷酸乙胺8重量份、聚乙烯酰亚胺5重量份、石蜡12重量份、高级脂肪族醇13重量份、乙二胺四乙酸9重量份、玻璃纤维13重量份、热稳定剂12重量份、粘合剂12重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵5重量份、膨润土16重量份、纳米氧化铈5重量份。所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
本发明还提供一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将磁粉、硅酸钠、磁性氧化铁、磁性氧化铝、纳米二氧化钛、聚多巴胺维置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；
(2)将剩余除热稳定剂、粘合剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯的其他组分置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；
(3)将组分A、组分B加入热稳定剂、粘合剂混合搅拌,搅拌速度500-600r/min，搅拌温度为45-55℃，搅拌时间60-80min，制得组分C备用；
(4)将组分C粉碎混合后，在搅拌过程中加入混合物体积分数为 3-5% 的纳米硅凝胶；混合均匀后将搅拌好的混凝土放入模具内，经振捣、制槽、蒸汽常温养护、拆模以及蒸汽高压养护后即可得到轻质墙体材料；其中，蒸汽高压养护的过程是将所得固体转移至养护装置中，在 170-180℃及 0.75MPa条件下养护 2小时；将基材放入铸件加工机中，先在铸件加平板硫化机上加压熔融，熔融温度为160-190℃，恒温3-5h后自然冷却；
（5）2天后脱模，再洒水养护7天，使混凝土充分水化；将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载；即可完成该种外墙板的预制过程。
以上所述是本发明的实施例，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (2)

1.一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料，其特征在于，它包括的组成原料为：聚乳酸壳聚糖15-20重量份、纳米石墨烯10-15重量份、磁粉20-30重量份、硅酸钠5-10重量份、磁性氧化铁10-20重量份、磁性氧化铝4-8重量份、沥青基碳纤维粉末30-35份、非卤化有机次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、导电云母粉0.3-0.5重量份、纳米导电石墨粉0.2-0.4重量份、多异氰酸酯的三聚体0.8-1重量份、聚四氟乙烯纤维1-2重量份、纳米二氧化钛8-12重量份、聚多巴胺1-5重量份、聚膦腈2-6重量份、磁性四氧化三铁颗粒12-20重量份、2-磷酸乙胺4-8重量份、聚乙烯酰亚胺1-5重量份、石蜡8-12重量份、高级脂肪族醇7-13重量份、乙二胺四乙酸5-9重量份、玻璃纤维7-13重量份、热稳定剂6-12重量份、粘合剂6-12重量份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-5重量份、膨润土8-16重量份、纳米氧化铈1-5重量份；
所述纳米石墨烯的制备方法为：将浓硫酸加入石墨中，经过-20℃~-10℃低温搅拌5-12小时，再经过0℃~5℃搅拌5-12小时后，加入高锰酸钾进行氧化反应得到氧化石墨溶液；将得到氧化石墨溶液中直接加入CTAB，CTAB对氧化石墨进行絮凝和改性反应得到改性氧化石墨溶液；将改性氧化石墨溶液过滤、洗涤，在50℃真空干燥24小时，即得到纳米石墨烯。
2.根据权利要求1所述的一种磁性塑型石墨烯的功能外墙板材料的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：
(1)将磁粉、硅酸钠、磁性氧化铁、磁性氧化铝、纳米二氧化钛、聚多巴胺维置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；
(2)将剩余除热稳定剂、粘合剂、聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯的其他组分置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；
(3)将组分A、组分B加入热稳定剂、粘合剂混合搅拌,搅拌速度500-600r/min，搅拌温度为45-55℃，搅拌时间60-80min，制得组分C备用；
(4)将组分C粉碎混合后，在搅拌过程中加入混合物体积分数为 3-5% 的纳米硅凝胶；混合均匀后将搅拌好的混凝土放入模具内，经振捣、制槽、蒸汽常温养护、拆模以及蒸汽高压养护后即可得到轻质墙体材料；其中，蒸汽高压养护的过程是将所得固体转移至养护装置中，在 170-180℃及 0.75MPa条件下养护 2小时；将基材放入铸件加工机中，先在铸件加平板硫化机上加压熔融，熔融温度为160-190℃，恒温3-5h后自然冷却；
（5）2天后脱模，再洒水养护7天，使混凝土充分水化；将聚乳酸壳聚糖、纳米石墨烯混合，在磁力搅拌下快速搅拌5-6h至形成均一稳定的透明溶液，通过电喷雾形式高温喷雾层与层之间石墨烯的加载；即可完成该种外墙板的预制过程。
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