CN109054185A - 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法 - Google Patents

一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109054185A
CN109054185A CN201810965490.7A CN201810965490A CN109054185A CN 109054185 A CN109054185 A CN 109054185A CN 201810965490 A CN201810965490 A CN 201810965490A CN 109054185 A CN109054185 A CN 109054185A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
graphene
composite plastic
wave composite
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810965490.7A
Other languages
English (en)
Inventor
陈庆
昝航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Original Assignee
Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd filed Critical Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Priority to CN201810965490.7A priority Critical patent/CN109054185A/zh
Publication of CN109054185A publication Critical patent/CN109054185A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/01—Magnetic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于吸波塑料制备的技术领域，具体涉及一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法，通过将四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨与树脂载体共混挤出，并过程中施加高频交变磁场，实现石墨烯的机械剥离，剥离所得石墨烯损伤小，质量好，性能优异，进一步借助磁场作用下的微运动将其均匀分散在树脂载体中造粒成母料，不仅克服了石墨烯改性塑料难分散、易团聚的缺陷，并且简化了制备工艺。

Description

一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法
技术领域
本发明属于吸波塑料制备的技术领域，具体涉及一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法。
背景技术
吸波材料的研究国外发展很快，从20世纪70～80年代起，美国、前苏联等国家投入了大量的精力从事该项研究，并取得了显著成果。90年代以来，发达国家也将其技术作为竞争战略中优先发展的新技术。在电磁波在防护领域需求迅增。电磁波已被列为空气污染、水污染、噪音污染之后的第四大污染。
石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成，是近几年发现的碳的二维同素异形体，理论厚度仅为0.35nm，是目前所发现的最薄的二维材料。石墨烯具有许多优异的物理化学性质，如石墨烯的强度是已测试材料中最高的，达130GPa；其载流子迁移率达1.5×104cm2·V-1·s-1，是此前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的2倍，具有突出的介电性能。石墨烯具有良好的导电特点，但不具备磁性能特点，这限制了它在材料吸波领域的发挥。石墨烯突出的比表面积使人们开始对石墨烯进行无机金属粒子改性，使无机纳米粒子沉积在石墨烯的表面，保证改性石墨烯兼具优良的电磁吸波性能。
中国发明专申请号201710212568.3公开了一种具有高导热散热及吸波功能的复合材料及其制备方法和用途；所述的具有高导热散热及吸波功能的复合材料包括原始塑料、导热粉体、吸波剂和助剂混合制成；所述的具有高导热散热及吸波功能的复合材料的制备方法包括以下具体步骤：1）除水分；2）记重配料；3）混合搅拌；4）抽粒造粒；5）包装；一种具有高导热散热及吸波功能的复合材料在散热吸波板材、散热吸波鳍片体以及散热吸波外壳中应用，本发明复合材料除具备塑胶材料优异的可塑性，高效率的生产工艺外，同时赋予产品高导热散热性能和优良的电磁波吸收能力，可应用于电子电气等产品上，为其解决热量过大及电磁干扰严重等问题。
中国发明专利申请号201720630074.2公开了一种电磁波吸收板，包括由内至外依次设置石膏复合层、轻钢龙骨、碳系吸波材料层、隔音层、铁系吸波材料层以及最外部的保护层；所述隔音层为中空塑料板，并在其外部套有隔音海绵；所述石膏复合层包括导电涂料层和其两侧的纸膜层，以及纸膜层外侧的石膏层。本发明 的最外的保护层起到防撞防水的作用，铁系吸波材料层起到第一层电磁波防护作用，隔音层由中空塑料板和隔音海绵结合起到隔音作用，碳系吸波材料层起到第二层进一步的电磁波吸收防护作用，轻钢龙骨主要起到支撑整体的作用，石膏复合层内的石膏层通过纸膜层将导电涂料层进行包裹，起到最后一层防护的作用。
中国发明专利申请号201620051855.1公开了一种石墨烯鼠标垫，包括鼠标垫底层，在所述鼠标垫底层上粘合有一竹炭纤维层，在所述竹炭纤维层的上方喷涂有一辐射吸收层，而在所述辐射吸收层的上方则粘合有一鼠标垫面层，在所述鼠标垫面层的上方印刷有图案层，且在所述图案层的上方还贴合有一石墨烯涂层。本发明 设置有竹炭纤维层，可起到杀菌除臭的效果，并且该鼠标垫还设置有纳米铁质吸波剂，与目前市场上通过反射辐射的鼠标垫不同，该鼠标垫可有效吸收辐射，可减少辐射的进一步反射对人体健康造成伤害，同时该鼠标垫表面还设置有石墨烯涂层，利用石墨烯优异的导电性，可起到有效的防静电效果，另外石墨烯的高强度特性还可加强该鼠标垫的耐磨强度，延长鼠标垫的使用寿命。
中国发明专利申请号201610422023.0公开了一种吸波与屏蔽技术结合的防辐射服装，本发明防辐射服装的纽扣和/或拉链为能吸收电磁波的防辐射纽扣和/或防辐射拉链。所述防辐射纽扣和/或防辐射拉链通过将防辐射原料和其他塑料原料一同混合熔融，经注塑制备而成。所述防辐射原料包括铁氧体粉末、氧化锌粉末、硫酸钡、石墨、乙炔炭黑、石墨烯粉末。本发明服装既能屏蔽电磁波，又能吸收电磁波，可以大大降低人体周边的电磁辐射剂量，减少空间的电磁辐射重复污染，加强对人体的保护作用。
理论上，石墨烯粉末作为一种填料可以混入树脂中直接使用或者预先制备成高浓度母料再方便的添加于树脂中使用。但石墨烯在存储时，通常因纳米粒子效应而团聚，无论是直接用于树脂还是预制母料，均需要分散处理。显然，现有常规的以分散助剂为主的分散手段是难以将石墨烯有效分散的。由于石墨烯不同于传统的无机微粒填料，在制备成母料时分散难度更大，且依靠传统分散剂难以达到较佳的分散性。
因此，磁性纳米粒子改性石墨烯存在较难与树脂共混、工艺性差的问题，给它在吸波复合材料中的应用带来了一定的困难。
发明内容
针对目前石墨烯在树脂增强领域因分散效果差限制改性效果等技术问题，本发明提出一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法，其制备得到的石墨烯母料不仅克服了石墨烯改性塑料难分散、易团聚的缺陷，并且简化了制备工艺，将剥离石墨烯与母料制备挤出结合，四氧化三铁纳米粒子无需除去，均匀分散在树脂中与石墨烯共同起到优异吸波作用。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素等的混合溶液在微波辐射下回流，将所得产物洗涤过滤干燥，在惰性气体保护下热处理，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；将四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体、分散剂等助剂中高速混合，投入螺杆挤出机剪切挤出，同时挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯，挤出造粒得到石墨烯吸波母料；包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在惰性气体保护下热处理，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体、分散剂中高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。
石墨烯作为吸波材料，目前人们主要还是与磁性粒子复合使用。磁性粒子提供磁损耗，石墨烯作为导电材料提供电损耗。
石墨烯是目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，热导率高达5300 W/m•K，高于CNTs和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm/V•s，比CNTs或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω•cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。石墨烯有较强的微波吸收性，具有良好的应用前景。进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S1步骤中所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为5～20:10～30:2～12。
微波是一种电磁波，它同高频电磁波一样是经电磁振荡电路中的电场与磁场能量的周期性变化而产生的，微波辐射通常是指频率在300~300000MHz波长在1m以下的电磁波；按其波长微波可划分为分米波、厘米波和毫米波。进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S1步骤中所述微波辐射的微波功率为100～1000W，微波辐射时间为100s～1h。
进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，步骤S1中所述惰性气体为氮气或氩气中的至少一种；所述热处理的温度为60～120℃。
进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S2步骤中所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、季铵盐化合物及乙二醇中的至少一种。所述分散剂为聚乙烯蜡。
进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S2步骤中磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为10～50:3～10:5～20:1～5。
进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S2步骤中所述螺杆挤出机的温度控制在180～310℃，转速为100～500r/min。
进一步的，上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其中，S2步骤中所述高频交变磁场的磁场频率为30KHz～60KHz，磁感应强度为500～1000mT。
本发明还提供一种上述制备方法制备得到的上述一种吸波复合塑料用石墨烯母料。本发明一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法，通过将四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨与树脂载体共混挤出，并过程中施加高频交变磁场，实现石墨烯的机械剥离，剥离所得石墨烯损伤小，质量好，性能优异，进一步借助磁场作用下的微运动将其均匀分散在树脂载体中造粒成母料，不仅克服了石墨烯改性塑料难分散、易团聚的缺陷，并且简化了制备工艺，将剥离石墨烯与母料制备挤出结合，四氧化三铁纳米粒子无需除去，均匀分散在树脂中与石墨烯共同起到优异吸波作用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为500W，微波辐射时间为0.5h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氮气的保护下热处理，温度为80℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨，所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为15:20:6；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为30:7:10:3；所述螺杆挤出机的温度控制在240℃，转速为300r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为40KHz，磁感应强度为800mT。
实施例2
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为1000W，微波辐射时间为1h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氩气的保护下热处理，温度为100℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨，所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为16:28:9；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料；所述表面改性剂为十六烷基硫酸钠；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为48:9:18:4；所述螺杆挤出机的温度控制在300℃，转速为500r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为60KHz，磁感应强度为1000mT。
实施例3
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为200W，微波辐射时间为0.2h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氮气的保护下热处理，温度为62℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为6:13:3；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡中高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。所述表面改性剂为季铵盐化合物；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为11:4:18:3；所述螺杆挤出机的温度控制在200℃，转速为200r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为35KHz，磁感应强度为600mT。
实施例4
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为700W，微波辐射时间为0.5h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氩气的保护下热处理，温度为70℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为14:18:5；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡中高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。所述表面改性剂为乙二醇；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为35:8:11:4；所述螺杆挤出机的温度控制在260℃，转速为350r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为45KHz，磁感应强度为700mT。
实施例5
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为900W，微波辐射时间为1h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氩气的保护下热处理，温度为80℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为18:25:6；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。所述表面改性剂为十六烷基硫酸钠；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为25:8:13:4；所述螺杆挤出机的温度控制在260℃，转速为300r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为45KHz，磁感应强度为700mT；
S3、将S2步骤得到的石墨烯和四氧化三铁纳米粒子均匀分散于树脂载体中，挤出造粒得到石墨烯吸波母料。
实施例6
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为800W，微波辐射时间为0.5h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氮气的保护下热处理，温度为90℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为13:19:9；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为18:8:17:3；所述螺杆挤出机的温度控制在220℃，转速为250r/min；所述高频交变磁场的磁场频率为55KHz，磁感应强度为650mT。
对比例1
一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，微波辐射的微波功率为800W，微波辐射时间为0.5h，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在氮气的保护下热处理，温度为90℃，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为13:19:9；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体PP、分散剂聚乙烯蜡高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出造粒得到吸波母料。所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠；所述磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为18:8:17:3；所述螺杆挤出机的温度控制在220℃，转速为250r/min。
对比例1未采用高频交变磁场处理，一方面形成石墨烯较少，另一方面分散不均匀，从而影响吸波效果。
将实施例1至实施例6制备、对比例1得到的吸波复合塑料用石墨烯母料与PP以质量比1:1混合均匀，挤出成型，按照国家电子行业军用标准《SJ20524-1995 材料屏蔽效能的测量方法》的规定检测制备的塑料的屏蔽波效能，结果如表1所示。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1
频率（MHz） 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
屏蔽效能（%） 98.5 99.2 98.6 99.0 98.7 99.1 90.3
频率（MHz） 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000
屏蔽效能（%） 98.1 98.6 98.0 98.3 98.2 98.7 82.5

Claims (9)

1.一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的混合溶液在微波辐射下回流，将所得产物洗涤、过滤、干燥，在惰性气体保护下热处理，得到四氧化三铁纳米粒子插层的氧化石墨；
S2、将步骤S1得到的磁性粒子插层氧化石墨与表面改性剂加入树脂载体、分散剂中高速混合，投入螺杆挤出机，剪切挤出，挤出过程中施加外部高频交变磁场，促进鳞片石墨在磁场微运动及在螺杆剪切力的作用下，削弱层与层之间范德华力，发生相对位移，实现剥离得到石墨烯；挤出造粒得到石墨烯吸波母料。
2.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S1步骤中所述氧化石墨与四氧化三铁纳米粒子、尿素的质量比为5～20:10～30:2～12。
3.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S1步骤中所述微波辐射的微波功率为100～1000W，微波辐射时间为100s～1h。
4.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述惰性气体为氮气或氩气中的至少一种；所述热处理的温度为60～120℃。
5.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S2步骤中所述表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、季铵盐化合物及乙二醇中的至少一种;所述分散剂为聚乙烯蜡。
6.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S2步骤中磁性粒子插层石墨、表面改性剂、树脂载体、分散剂的质量比为10～50:3～10:5～20:1～5。
7.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S2步骤中所述螺杆挤出机的温度控制在180～310℃，转速为100～500r/min。
8.根据权利要求1所述一种吸波复合塑料用石墨烯母料的制备方法，其特征在于，S2步骤中所述高频交变磁场的磁场频率为30KHz～60KHz，磁感应强度为500～1000mT。
9.根据权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的一种吸波复合塑料用石墨烯母料。
CN201810965490.7A 2018-08-23 2018-08-23 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法 Withdrawn CN109054185A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810965490.7A CN109054185A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810965490.7A CN109054185A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109054185A true CN109054185A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64756810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810965490.7A Withdrawn CN109054185A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109054185A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112175268A (zh) * 2020-10-11 2021-01-05 金华环亚包装有限公司 基于有序纳米结构增强聚乙烯的电磁屏蔽材料及制备工艺
CN112251013A (zh) * 2020-11-05 2021-01-22 成都佳驰电子科技有限公司 一种轻质宽带吸波复合材料低rcs测试载体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112175268A (zh) * 2020-10-11 2021-01-05 金华环亚包装有限公司 基于有序纳米结构增强聚乙烯的电磁屏蔽材料及制备工艺
CN112251013A (zh) * 2020-11-05 2021-01-22 成都佳驰电子科技有限公司 一种轻质宽带吸波复合材料低rcs测试载体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3723465B1 (en) Electromagnetic shielding filler, electromagnetic shielding coating comprising same, preparation method and application thereof
CN103534049B (zh) 铜粉末、铜膏、导电性涂膜的制造方法和导电性涂膜
CN108795379B (zh) 一种三维网状多壁碳纳米管/镍铁氧体复合吸波材料的制备方法
CN106753237A (zh) 一种石墨烯/四氧化三铁复合吸波材料及其制备方法
CN107360639B (zh) 一种耐高温石墨烯远红外电热膜的制备工艺
Wang et al. The electromagnetic and microwave absorbing properties of MoS 2 modified Ti 3 C 2 Tx nanocomposites
CN106479433A (zh) 一种石墨烯复合吸波材料及其制备方法
CN109054185A (zh) 一种吸波复合塑料用石墨烯母料及制备方法
CN109021919A (zh) 一种石墨烯/钴镍锰铁氧体纳米复合材料的制备方法及其应用
CN104108700B (zh) 一种石墨烯材料粉体及制备方法
CN106366409B (zh) 一种超高分子量聚乙烯/石墨烯/镍复合材料及制备方法
KR101771899B1 (ko) 전자파 차폐용 금속/탄소 하이브리드 입자의 제조방법, 그 제조방법으로 제조된 입자 및 기재의 코팅방법
CN107912012A (zh) 一种电磁波屏蔽/吸收复合贴片及其制备方法
Cheng et al. Polydopamine-assisted deposition of CuS nanoparticles on cotton fabrics for photocatalytic and photothermal conversion performance
Jia et al. A seed germination-inspired interface polarization augmentation strategy toward superior electromagnetic absorption performance
CN105950112B (zh) 一种纳米复合吸波材料及其制备方法
CN102755950A (zh) 制备石墨烯涂层的方法及由此制得的石墨烯涂层
CN107418103A (zh) 一种粘附在防护服上的防电磁辐射抗菌薄膜及其制备方法
CN109545549A (zh) 一种具有高介电性能的复合材料及其制备方法
CN106905743A (zh) 石墨烯/碳纳米管/含铁化合物/聚合物涂料型吸波材料
Guo et al. Rational design of FeCo imbedded 3D porous carbon microspheres as broadband and lightweight microwave absorbers
CN103160053B (zh) 一种聚丙烯腈电磁屏蔽纳米复合材料的制备方法
CN106905817A (zh) 一种石墨烯水性碳纳米电加热材料及其制备方法
Shen et al. Stretchable silver@ CNT-poly (vinyl alcohol) films with efficient electromagnetic shielding prepared by polydopamine functionalization
KR101797671B1 (ko) 방열소재용 은-카본 나노복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조되는 은-카본 나노복합체 및 이의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20181221