CN108530686A - 一种弹性包覆石墨烯及其制备方法 - Google Patents

一种弹性包覆石墨烯及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹性包覆石墨烯，它是由下述重量份的原料组成的：弹性增强体10‑14、聚山梨酯0.7‑1、羧甲基纤维素钠1‑2、正硅酸乙酯105‑140、氧化石墨烯30‑40、二异丙基乙醇胺1‑2、8‑羟基喹啉铜0.3‑1、微晶石蜡5‑7、甲苯二异氰酸酯1‑2，本发明以正硅酸乙酯为前驱体，在弹性体分散液中水解，水解过程中引入了氧化石墨烯，从而实现了弹性体溶胶对石墨烯的包覆改性，赋予了石墨烯很好的弹性，扩大了石墨烯的应用范围。

Description

一种弹性包覆石墨烯及其制备方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种弹性包覆石墨烯及其制备方法。
背景技术
石墨烯在2004年被发现是由单层碳原子堆叠而成的二维蜂窝状晶体。石墨烯独特的晶体结构和零带隙能级结构，使其具有优异的力热光电性能，有望在电池、显示器、场效应管、传感器等器件中得到广泛的应用。石墨烯的表面性质，如浸润性、润滑性、黏着性等极大地影响其在器件领域的应用；石墨烯出色的物理性能，促使了其在高分子材料领域中的研究与应用，人们总是努力地尝试将石墨烯与聚合物制成复合材料，试图通过石墨烯来改进聚合物的导电、导热及其他特殊的性能；结构完整的石墨烯由稳定的苯六元环组成，其表面呈惰性，与聚合物之间的相互作用力较小，而石墨烯片层间存在较强的范德华力，易发生聚集，很难在聚合物基体中均匀的分散，这严重影响了石墨烯在聚合物改性中的研究与应用；因此，本发明的目的是将石墨烯与弹性体有效的复合，赋予石墨烯新的性能，同时保证复合材料的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种弹性包覆石墨烯及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种弹性包覆石墨烯，它是由下述重量份的原料组成的：
弹性增强体10-14、聚山梨酯0.7-1、羧甲基纤维素钠1-2、正硅酸乙酯105-140、氧化石墨烯30-40、二异丙基乙醇胺1-2、8-羟基喹啉铜0.3-1、微晶石蜡5-7、甲苯二异氰酸酯1-2。
所述的弹性增强体是由下述重量份的原料组成的：
热塑性弹性体20-30、2-硫醇基苯骈咪唑0.6-1、麦饭石粉3-4、硬脂酸1-2、三乙醇胺2-3；
制备方法，包括以下步骤：
（1）将硬脂酸加热熔化，与麦饭石粉混合，在100-110℃下保温搅拌1-2小时，加入到混合料重量13-20倍的去离子水中，搅拌至常温，得麦饭石溶液；
（2）取2-硫醇基苯骈咪唑、三乙醇胺混合，加入到混合料重量4-7倍的氯仿中，磁力搅拌1-2小时，蒸馏除去氯仿，加入到上述麦饭石溶液中，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，在60-70℃下保温3-4小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得。
一种弹性包覆石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
（1）取8-羟基喹啉铜，加入到其重量10-15倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二异丙基乙醇胺，在50-60℃下保温搅拌20-30分钟，得醇胺溶液；
（2）取微晶石蜡，加入到其重量5-7倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，升高温度为65-70℃，加入甲苯二异氰酸酯，保温搅拌4-10分钟，得酰胺溶液；
（3）取上述醇胺溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，超声10-20分钟，得弹性体分散液；
（4）取羧甲基纤维素钠、正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量35-40倍的去离子水中，加入聚山梨酯、上述弹性体分散液、氧化石墨烯，搅拌反应4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空55-60℃下干燥30-40分钟，冷却至常温，即得所述弹性包覆石墨烯。
本发明的优点：
本发明采用硬脂酸活化麦饭石粉，与三乙醇胺共混反应，在反应中引入热塑性弹性体，得弹性增强体，之后以正硅酸乙酯为前驱体，在弹性体分散液中水解，水解过程中引入了氧化石墨烯，从而实现了弹性体溶胶对石墨烯的包覆改性，赋予了石墨烯很好的弹性，扩大了石墨烯的应用范围。
具体实施方式
实施例1
一种弹性包覆石墨烯，它是由下述重量份的原料组成的：
弹性增强体10、聚山梨酯0.7、羧甲基纤维素钠1、正硅酸乙酯105、氧化石墨烯30、二异丙基乙醇胺1、8-羟基喹啉铜0.3、微晶石蜡5、甲苯二异氰酸酯1。
所述的弹性增强体是由下述重量份的原料组成的：
热塑性弹性体20、2-硫醇基苯骈咪唑0.6、麦饭石粉3、硬脂酸1、三乙醇胺2；
制备方法，包括以下步骤：
（1）将硬脂酸加热熔化，与麦饭石粉混合，在100℃下保温搅拌1小时，加入到混合料重量13倍的去离子水中，搅拌至常温，得麦饭石溶液；
（2）取2-硫醇基苯骈咪唑、三乙醇胺混合，加入到混合料重量4-7倍的氯仿中，磁力搅拌1小时，蒸馏除去氯仿，加入到上述麦饭石溶液中，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，在60℃下保温3小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得。
一种弹性包覆石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
（1）取8-羟基喹啉铜，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二异丙基乙醇胺，在50℃下保温搅拌20分钟，得醇胺溶液；
（2）取微晶石蜡，加入到其重量5倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，升高温度为65℃，加入甲苯二异氰酸酯，保温搅拌4分钟，得酰胺溶液；
（3）取上述醇胺溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，超声10分钟，得弹性体分散液；
（4）取羧甲基纤维素钠、正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量35-40倍的去离子水中，加入聚山梨酯、上述弹性体分散液、氧化石墨烯，搅拌反应4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空55℃下干燥30分钟，冷却至常温，即得所述弹性包覆石墨烯。
实施例2
一种弹性包覆石墨烯，它是由下述重量份的原料组成的：
弹性增强体14、聚山梨酯1、羧甲基纤维素钠2、正硅酸乙酯140、氧化石墨烯30-40、二异丙基乙醇胺2、8-羟基喹啉铜1、微晶石蜡7、甲苯二异氰酸酯2。
所述的弹性增强体是由下述重量份的原料组成的：
热塑性弹性体30、2-硫醇基苯骈咪唑1、麦饭石粉4、硬脂酸2、三乙醇胺3；
制备方法，包括以下步骤：
（1）将硬脂酸加热熔化，与麦饭石粉混合，在110℃下保温搅拌2小时，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌至常温，得麦饭石溶液；
（2）取2-硫醇基苯骈咪唑、三乙醇胺混合，加入到混合料重量7倍的氯仿中，磁力搅拌2小时，蒸馏除去氯仿，加入到上述麦饭石溶液中，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，在70℃下保温4小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得。
一种弹性包覆石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
（1）取8-羟基喹啉铜，加入到其重量15倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二异丙基乙醇胺，在60℃下保温搅拌30分钟，得醇胺溶液；
（2）取微晶石蜡，加入到其重量7倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，升高温度为70℃，加入甲苯二异氰酸酯，保温搅拌10分钟，得酰胺溶液；
（3）取上述醇胺溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，超声20分钟，得弹性体分散液；
（4）取羧甲基纤维素钠、正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量40倍的去离子水中，加入聚山梨酯、上述弹性体分散液、氧化石墨烯，搅拌反应5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空60℃下干燥30-40分钟，冷却至常温，即得所述弹性包覆石墨烯。
性能测试：
本发明弹性包覆石墨烯的弹性伸长率为27-30.5%。

Claims (3)

1.一种弹性包覆石墨烯，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
弹性增强体10-14、聚山梨酯0.7-1、羧甲基纤维素钠1-2、正硅酸乙酯105-140、氧化石墨烯30-40、二异丙基乙醇胺1-2、8-羟基喹啉铜0.3-1、微晶石蜡5-7、甲苯二异氰酸酯1-2。
2.根据权利要求1所述的一种弹性包覆石墨烯，其特征在于，所述的弹性增强体是由下述重量份的原料组成的：
热塑性弹性体20-30、2-硫醇基苯骈咪唑0.6-1、麦饭石粉3-4、硬脂酸1-2、三乙醇胺2-3；
制备方法，包括以下步骤：
（1）将硬脂酸加热熔化，与麦饭石粉混合，在100-110℃下保温搅拌1-2小时，加入到混合料重量13-20倍的去离子水中，搅拌至常温，得麦饭石溶液；
（2）取2-硫醇基苯骈咪唑、三乙醇胺混合，加入到混合料重量4-7倍的氯仿中，磁力搅拌1-2小时，蒸馏除去氯仿，加入到上述麦饭石溶液中，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，在60-70℃下保温3-4小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得。
3.一种如权利要求1所述弹性包覆石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取8-羟基喹啉铜，加入到其重量10-15倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入二异丙基乙醇胺，在50-60℃下保温搅拌20-30分钟，得醇胺溶液；
（2）取微晶石蜡，加入到其重量5-7倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，升高温度为65-70℃，加入甲苯二异氰酸酯，保温搅拌4-10分钟，得酰胺溶液；
（3）取上述醇胺溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入热塑性弹性体，超声10-20分钟，得弹性体分散液；
（4）取羧甲基纤维素钠、正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量35-40倍的去离子水中，加入聚山梨酯、上述弹性体分散液、氧化石墨烯，搅拌反应4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，真空55-60℃下干燥30-40分钟，冷却至常温，即得所述弹性包覆石墨烯。
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