CN106243652A - 一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法，它包括的组成原料为：有机硅树脂、有机溶剂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂、碳化硅微粉、纳米氧化铈、乙二酸聚酯、轻质碳酸钙、高保水性树脂聚乙烯醇、分散剂、增稠剂、增白剂、硫化锌、泡沫铝、羟丙基甲基纤维素、纳米二氧化硅、粘合剂、环烷酸钴、钼、镍、丙二醇、铬。本发明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

一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法

技术领域

本发明涉及建筑装饰材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法方法。

背景技术

基材 一般由四种基本成分：成膜物质（树脂）、颜料（包括体质颜料）、溶剂和添加剂。

1 成膜物质是涂膜的主要成分，包括油脂、油脂加工产品、纤维素衍生物、天然树脂和合成树脂。成膜物质还包括部分不挥发的活性稀释剂，它是使基材 牢固附着于被涂物面上形成连续薄膜的主要物质，是构成基材 的基础，决定着基材 的基本特性。

2 助剂如消泡剂，流平剂等，还有一些特殊的功能助剂，如底材润湿剂等。这些助剂一般不能成膜，但对基料形成涂膜的过程与耐久性起着相当重要的作用。

3 颜料一般分两种，一种为着色颜料，常见的钛白粉，铬黄等，还有种为体质颜料，也就是常说的填料，如碳酸钙，滑石粉

4 溶剂包括烃类溶剂（矿物油精、煤油、汽油、苯、甲苯、二甲苯等）、醇类、醚类、酮类和酯类物质。溶剂和水的主要作用在于使成膜基料分散而形成黏稠液体。它有助于施工和改善涂膜的某些性能。

现有技术中的基材 性能不够稳定，尤其是基材 的保温性能不高。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法方法。

本发明是采取以下技术方案来实现的：一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 ，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、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、玻化微珠20-30重量份、二氧化钛1-10份、石英砂1-5重量份、碳化硅微粉2-6重量份、纳米氧化铈1-5重量份、乙二酸聚酯1-5重量份、轻质碳酸钙4-10重量份、高保水性树脂聚乙烯醇10-14重量份、分散剂6-10重量份、增稠剂1-5重量份、增白剂2-6重量份、硫化锌3-7重量份、泡沫铝0.8-2.8重量份、羟丙基甲基纤维素8-12重量份、纳米二氧化硅10-14重量份、粘合剂8-14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。

本发明还提供一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 的制备方法，由以下步骤组成：

(1)将有机硅树脂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂混合后粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；

(2)将碳化硅微粉、纳米氧化铈、乙二酸聚酯、轻质碳酸钙、高保水性树脂聚乙烯醇、硫化锌、泡沫铝、羟丙基甲基纤维素置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；

(3)在真空条件下，将组分A、组分B混合后加入剩余量的其他组分原料，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得基材；

（4）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）将步骤（2）的砖坯在自然条件下晾晒15天后在700℃的温度下烧结成型；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：本发明提供一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法方法，组分配制合理，将组成的原料组分，如：有机硅树脂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂混合后粉碎，尤其是将其中的部分原料组分，有效增加了该基材 的具有优异的保温隔热性能和防火耐老化性能、不空鼓开裂、强度高，环保无毒、无异味、质量轻，导热系数低，保温性能稳定，良好的耐冻融性和耐水性能，难燃等级高，良好的粘结力和剪切力，具有优秀的抗裂抗风压性能，不空鼓开裂，强度高等性能，尤其是保温性能显著提高；。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1一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法方法

一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 ，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、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、玻化微珠20重量份、二氧化钛1份、石英砂1重量份、碳化硅微粉2重量份、纳米氧化铈1重量份、乙二酸聚酯1重量份、轻质碳酸钙4重量份、高保水性树脂聚乙烯醇10重量份、分散剂6重量份、增稠剂1重量份、增白剂2重量份、硫化锌3重量份、泡沫铝0.8重量份、羟丙基甲基纤维素8重量份、纳米二氧化硅10重量份、粘合剂8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。

本发明还提供一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 的制备方法，由以下步骤组成：

(1)将有机硅树脂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂混合后粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；

(2)将碳化硅微粉、纳米氧化铈、乙二酸聚酯、轻质碳酸钙、高保水性树脂聚乙烯醇、硫化锌、泡沫铝、羟丙基甲基纤维素置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；

(3)在真空条件下，将组分A、组分B混合后加入剩余量的其他组分原料，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得基材；

（4）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）将步骤（2）的砖坯在自然条件下晾晒15天后在700℃的温度下烧结成型；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2一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料以及制备方法方法

一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 ，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、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、玻化微珠30重量份、二氧化钛10份、石英砂5重量份、碳化硅微粉6重量份、纳米氧化铈5重量份、乙二酸聚酯5重量份、轻质碳酸钙10重量份、高保水性树脂聚乙烯醇14重量份、分散剂10重量份、增稠剂5重量份、增白剂6重量份、硫化锌7重量份、泡沫铝2.8重量份、羟丙基甲基纤维素12重量份、纳米二氧化硅14重量份、粘合剂14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。

本发明还提供一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 的制备方法，由以下步骤组成：

(1)将有机硅树脂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂混合后粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；

(2)将碳化硅微粉、纳米氧化铈、乙二酸聚酯、轻质碳酸钙、高保水性树脂聚乙烯醇、硫化锌、泡沫铝、羟丙基甲基纤维素置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；

(3)在真空条件下，将组分A、组分B混合后加入剩余量的其他组分原料，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得基材；

（4）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；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)

1.一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 ，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、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、玻化微珠20-30重量份、二氧化钛1-10份、石英砂1-5重量份、碳化硅微粉2-6重量份、纳米氧化铈1-5重量份、乙二酸聚酯1-5重量份、轻质碳酸钙4-10重量份、高保水性树脂聚乙烯醇10-14重量份、分散剂6-10重量份、增稠剂1-5重量份、增白剂2-6重量份、硫化锌3-7重量份、泡沫铝0.8-2.8重量份、羟丙基甲基纤维素8-12重量份、纳米二氧化硅10-14重量份、粘合剂8-14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1-3任一所述的一种石墨烯纤维改性纳米吸附材料 的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：

(1)将有机硅树脂、玻化微珠、二氧化钛、石英砂混合后粉碎，过100-200目筛,作为组分A备用；

(2)将碳化硅微粉、纳米氧化铈、乙二酸聚酯、轻质碳酸钙、高保水性树脂聚乙烯醇、硫化锌、泡沫铝、羟丙基甲基纤维素置于粉碎机中粉碎，过100-200目筛，制得组分B备用；

(3)在真空条件下，将组分A、组分B混合后加入剩余量的其他组分原料，将其余组分粉碎混合后，过100-200目筛过滤后备用；在高温90-100℃搅拌均匀制得基材；

（4）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；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。