CN107936351A - 一种eva/石墨炔复合材料的制备方法 - Google Patents

一种eva/石墨炔复合材料的制备方法 Download PDF

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孙志永
汤皓
姜铭仁
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Abstract

一种EVA/石墨炔复合材料的制备方法，按照一定的体积比配制以醇为溶剂的硅烷偶联剂溶液，超声分散使之混合均匀；在硅烷偶联剂溶液中按0.1～0.5mg/ml的比例加入石墨炔，超声分散1‑3小时，得到石墨炔悬浮液；在石墨炔悬浮液中按0.1g/ml‑0.5g/ml的比例加入EVA颗粒(直径＜1mm)，采用机械分散法分散并加热，至醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面；将所得EVA颗粒放入哈克密炼机中密炼成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。本发明工艺方法简单，成本低，适合大规模工业化应用。与现有的碳纳米材料相比，可有效改善EVA复合材料的导热、导电以及力学性能。

Description

一种EVA/石墨炔复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种EVA/石墨炔复合材料的制备方法。
背景技术
石墨炔(Graphdiyne)是由1，3-二炔键将苯环共轭连接形成二维平面网络结构的全碳分子，是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的一种新的全碳纳米结构材料，具有丰富的碳化学键，大的共轭体系、宽面间距、优良的化学稳定性和半导体性能。由于其特殊的电子结构及类似硅优异的半导体性能，石墨炔在能源、催化、光学、电学、光电子器件等诸多领域具有巨大的应用潜力。石墨炔的导热性、透光性及机械性能与石墨烯类似，其光电性能优于石墨烯。在结构上，两者均为单层的碳原子，石墨烯的碳原子排列成六角形或细铁丝网围栏的形状，而石墨炔的碳原子并不仅仅局限于六角形的形状，能以多种不同的形态而存在，这就使得其用途更加广泛。发展石墨炔在复合材料的新应用，发挥其优异的综合性能，是石墨烯发展的重要方向。
乙烯－醋酸乙烯酯(Ethylene-vinyl acetate copolymer,EVA)是由乙烯单体和醋酸乙烯单体共聚而成的高支化度的无规共聚物。EVA具有优良的弹性、柔韧性、热密封性、耐低温性、化学稳定性及无毒等特点。其薄膜制品具有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能，常作为封装胶膜应用于光伏电池领域。
目前，石墨炔研究进入了一个稳定的较快发展时期，并正在形成一个新的研究热点和领域。然而，对石墨炔基材料的应用研究正处于起步阶段，其功能化及其应用的研究刚刚开始，尚未见石墨炔在EVA中应用的相关报道，因此，非常有必要探索石墨炔在EVA中应用并发展一种简便易行、成本较低的、可供工业操作的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种EVA与石墨炔复合材料的制备方法，而且工艺简单，操作方便，且有效、易实施的方法。
本发明的方法具体包括如下步骤：1)在醇溶剂中加入硅烷偶联剂，按照体积百分比由以下组成：醇溶剂97％-99％，硅烷偶联剂1％-3％，超声分散使之混合均匀，得到以醇为溶剂的硅烷偶联剂溶液；2)在硅烷偶联剂溶液中按0.1mg～0.5mg/ml的比例加入石墨炔，超声分散1-3小时，得到石墨炔悬浮液；3)在石墨炔悬浮液中按0.1g/ml-0.5g/ml比例加入EVA颗粒(直径＜1mm)，采用机械分散法分散并加热，至醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面；4)将3)所得EVA颗粒放入哈克密炼机中，设置熔融温度为100℃-120℃，密炼10-30min成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。
本发明所述的硅烷偶联剂为KH550、KH570、Z6032的一种。
本发明所述的醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、叔丁醇中的一种或两种复配。
本发明所述的机械分散的方法包括高速剪切、机械搅拌、超声波震荡、振荡器震荡中的一种或多种。
本发明工艺方法简单，成本低，适合大规模工业化应用,且对环境无污染。本发明制备的复合材料针是在EVA中添加了石墨炔，与现有的碳纳米材料相比，可有效改善EVA复合材料的导热、导电以及力学性能，为石墨炔的应用发展了一条新途径。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述，实施例是对本发明技术特征的支持，而不是限定。
实施例1：
1)在97ml乙醇溶剂中加入3ml KH570，超声分散使之混合均匀，得到KH570溶液；
2)在KH570溶液中按10mg石墨烯，超声分散1小时，得到石墨炔悬浮液；
3)在石墨炔悬浮液中加入比例为10g EVA颗粒(直径＜1mm)，机械搅拌分散并加热，至乙醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面。
4)将3)所得EVA颗粒放入哈克密炼机中，设置熔融温度为100℃，密炼10min成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。
实施例2：
1)在198ml甲醇溶剂中加入2ml KH570，超声分散使之混合均匀，得到Z6032溶液；
2)在Z6032溶液中按20mg石墨烯，超声分散3小时，得到石墨炔悬浮液；
3)在石墨炔悬浮液中加入30g EVA颗粒(直径＜1mm)，超声分散并加热，至甲醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面。
4)将3)所得EVA颗粒放入哈克密炼机中，设置熔融温度为120℃，密炼30min成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。
实施例3：
1)在49ml丙醇溶剂中加入1ml Z6032，超声分散使之混合均匀，得到Z6032溶液；
2)在KH550溶液中按8mg石墨烯，超声分散2小时，得到石墨炔悬浮液；
3)在石墨炔悬浮液中加入比例为6g EVA颗粒(直径＜1mm)，振荡器震荡分散并加热，至乙醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面。
4)将3)所得EVA颗粒放入哈克密炼机中，设置熔融温度为110℃，密炼20min成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。

Claims (4)

1.一种EVA/石墨炔复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在醇溶剂中加入硅烷偶联剂，按照体积百分比由以下组成：醇溶剂97％-99％，硅烷偶联剂1％-3％，超声分散使之混合均匀，得到以醇为溶剂的硅烷偶联剂溶液；在硅烷偶联剂溶液中按0.1～0.5mg/ml的比例加入石墨炔，超声分散1-3小时，得到石墨炔悬浮液；在石墨炔悬浮液中按0.1g/ml-0.5g/ml的比例加入EVA颗粒(直径＜1mm)，采用机械分散法分散并加热，至醇溶剂完全挥发，使石墨炔吸附并嵌入在EVA颗粒表面；将所得EVA颗粒放入哈克密炼机中，设置熔融温度为100℃-120℃，密炼10-30min成胶，这样可得EVA/石墨炔复合材料。
2.根据权利要求1所述的EVA/石墨炔复合材料的制备方法，其特征在于在EVA中添加了石墨炔。
3.根据权利要求1所述的EVA/石墨炔复合材料的制备方法，其特征在于所述的硅烷偶联剂为KH550、KH570、Z6032的一种；所述的醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、叔丁醇中的一种或两种复配。
4.根据权利要求1所述的EVA/石墨炔复合材料的制备方法，其特征在于所述机械分散的方法包括高速剪切、机械搅拌、超声波震荡、振荡器震荡中的一种或多种。
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