CN109810413A - 一种改性石墨烯塑料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改性石墨烯塑料及制备方法，具体为改性塑料制备技术领域。所述的改性石墨烯塑料包含以下重量成分配方：聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂10份、异戊橡胶12份、聚己内酯12份、功能化石墨烯20份、热稳定剂4份、改性阻燃剂2份、耐低温剂1份、抗冲击改性剂10份、润滑剂2份、偶联剂3份、纳米海泡石4份。通过在聚丙烯树脂中添加经过共混处理的丙烯酸树脂、异戊橡胶和聚己内酯，能够极大的改善聚丙烯树脂的加工流变性，且加入热稳定剂、耐低温剂和抗冲击改性剂，制成的塑料其耐寒性超过了普通聚乙烯树脂，在高分子材料中加入石墨烯，因为石墨烯具有良好的导电性能，使得经过石墨烯改性处理的塑料也具有良好的导电性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性石墨烯塑料及制备方法，具体为改性塑料制备技术领域。
背景技术
随着工业生产和科学技术的发展，人们对导热材料综合性能的要求也越来越高，传统的金属、陶瓷等材料已无法满足某些特殊场合的需求，如化工生产和废水处理中使用的热交换器，既需要材料具有导热能力，又要求其耐化学腐蚀；在电子电路中使用大功率管，其底部就需要绝缘的散热器件。另外有色金属资源紧张，有必要开发一种可代替金属铝、铜的导热塑料。
但是现有的塑料的导热性能和导电性研究并且得到大范围推广，目前石墨烯特有的导电性成为大家研究的热点。石墨烯特有的sp2杂化结构使得电子在其中传输时受到的干扰非常小而不易发生散射，并且在晶格中的移动是无障碍的，在室温下的电阻值只有铜的三分之二，具有超强导电性。石墨烯在PVC聚合物中可以相互搭连形成导电网络，因此可采用石墨烯填充改性PVC来提高其导电性能，拓宽其应用领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性石墨烯塑料及制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种改性石墨烯塑料包含以下重量成分配方：聚丙烯树脂40-60份、丙烯酸树脂10-12份、异戊橡胶10-15份、聚己内酯8-15份、功能化石墨烯16-26份、热稳定剂1-5份、改性阻燃剂1-3份、耐低温剂0.8-1份、抗冲击改性剂2-15份、润滑剂1-3份、偶联剂2-5份、纳米海泡石1-5份。
进一步优选，所述的改性石墨烯塑料包含以下重量成分配方：聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂10份、异戊橡胶12份、聚己内酯12份、功能化石墨烯20份、热稳定剂4份、改性阻燃剂2份、耐低温剂1份、抗冲击改性剂10份、润滑剂2份、偶联剂3份、纳米海泡石4份。
作为优选，所述的耐低温剂由亚硒酸钠与甘露醇按照2:1的质量比制备成。
作为优选，所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、复合稀土稳定剂、水滑石中的一种或几种。
作为优选，所述改性阻燃剂为金属化合阻燃剂、硼硅阻燃剂、硅烷偶联剂中的一种及其组合。
一种改性石墨烯塑料制备方法：步骤一、功能化石墨烯的制备，将石墨烯在浓度为15-18％的硝酸中超声2-3小时，得到酸化后的石墨烯，将该酸化后的石墨烯烘干后加入到十八烷基胺的乙醇和水溶液中，其中乙醇和水的体积比例为1:5～1:1，石墨烯与十八烷基胺的质量比为1:4-1:1，在80℃-100℃温度下油浴搅拌100-120h，抽滤，清洗，低温烘干，得到功能化石墨烯；
步骤二、将聚丙烯树脂40-60份、丙烯酸树脂10-12份、异戊橡胶聚己内酯8-15份、功能化石墨烯16-26份、热稳定剂1-5份、改性阻燃剂1-3、耐低温剂0.8-1、抗冲击改性剂2-15份、润滑剂1-3份、偶联剂2-5份，逐渐加热至120-160℃，保温18-25分钟，提高塑料强度，加热后保温熔融，加入纳米海泡石1-5份，继续搅拌加热至300-350℃，保温30-40分钟，得混合物；
步骤三、将步骤二制备的混合物置于高速混料机混料10-30分钟，其转速为1000-3000转/分钟，混合均匀；
步骤四、将混合物冷却并放入物料仓陈化24小时后将陈化的物料经过双螺杆挤出装置挤出成型，所述双螺杆挤出温度为160-220℃，得到环保防静电板材用石墨烯改性硬质PVC塑料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：通过在聚丙烯树脂中添加经过共混处理的丙烯酸树脂、异戊橡胶和聚己内酯，能够极大的改善聚丙烯树脂的加工流变性，且加入热稳定剂、耐低温剂和抗冲击改性剂，制成的塑料其耐寒性超过了普通聚乙烯树脂，在高分子材料中加入石墨烯，因为石墨烯具有良好的导电性能，使得经过石墨烯改性处理的塑料也具有良好的导电性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种改性石墨烯塑料制备方法：步骤一、功能化石墨烯的制备，将石墨烯在浓度为16％的硝酸中超声2小时，得到酸化后的石墨烯，将该酸化后的石墨烯烘干后加入到十八烷基胺的乙醇和水溶液中，其中乙醇和水的体积比例为1:5，石墨烯与十八烷基胺的质量比为1:4，在90℃温度下油浴搅拌100h，抽滤，清洗，低温烘干，得到功能化石墨烯；
步骤二、将聚丙烯树脂55份、丙烯酸树脂11份、异戊橡胶聚己内酯12份、功能化石墨烯20份、热稳定剂4份、改性阻燃剂2份、耐低温剂1份、抗冲击改性剂13份、润滑剂2份、偶联剂3份，逐渐加热至125℃，保温20分钟，提高塑料强度，加热后保温熔融，加入纳米海泡石4份，继续搅拌加热至320℃，保温35分钟，得混合物；
步骤三、将步骤二制备的混合物置于高速混料机混料15分钟，其转速为1500转/分钟，混合均匀；
步骤四、将混合物冷却并放入物料仓陈化24小时后将陈化的物料经过双螺杆挤出装置挤出成型，所述双螺杆挤出温度为180℃，得到环保防静电板材用石墨烯改性硬质PVC塑料。
实施例2：步骤一、功能化石墨烯的制备，将石墨烯在浓度为16％的硝酸中超声2.5小时，得到酸化后的石墨烯，将该酸化后的石墨烯烘干后加入到十八烷基胺的乙醇和水溶液中，其中乙醇和水的体积比例为1:5，石墨烯与十八烷基胺的质量比为1:3，在90℃温度下油浴搅拌115h，抽滤，清洗，低温烘干，得到功能化石墨烯；
步骤二、将聚丙烯树脂55份、丙烯酸树脂10份、异戊橡胶聚己内酯12份、功能化石墨烯20份、热稳定剂4份、改性阻燃剂2份、耐低温剂0.9份、抗冲击改性剂13份、润滑剂2份、偶联剂3.5份，逐渐加热至150℃，保温22分钟，提高塑料强度，加热后保温熔融，加入纳米海泡石1-5份，继续搅拌加热至320℃，保温35分钟，得混合物；
步骤三、将步骤二制备的混合物置于高速混料机混料18分钟，其转速为2500转/分钟，混合均匀；
步骤四、将混合物冷却并放入物料仓陈化24小时后将陈化的物料经过双螺杆挤出装置挤出成型，所述双螺杆挤出温度为200℃，得到环保防静电板材用石墨烯改性硬质PVC塑料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种改性石墨烯塑料，其特征在于：所述的改性石墨烯塑料包含以下重量成分配方：聚丙烯树脂40-60份、丙烯酸树脂10-12份、异戊橡胶10-15份、聚己内酯8-15份、功能化石墨烯16-26份、热稳定剂1-5份、改性阻燃剂1-3份、耐低温剂0.8-1份、抗冲击改性剂2-15份、润滑剂1-3份、偶联剂2-5份、纳米海泡石1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯塑料，其特征在于：所述的改性石墨烯塑料包含以下重量成分配方：聚丙烯树脂50份、丙烯酸树脂10份、异戊橡胶12份、聚己内酯12份、功能化石墨烯20份、热稳定剂4份、改性阻燃剂2份、耐低温剂1份、抗冲击改性剂10份、润滑剂2份、偶联剂3份、纳米海泡石4份。
3.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯塑料，其特征在于：所述的耐低温剂由亚硒酸钠与甘露醇按照2:1的质量比制备成。
4.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯塑料，其特征在于：所述热稳定剂为钙锌复合稳定剂、复合稀土稳定剂、水滑石中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯塑料，其特征在于：所述改性阻燃剂为金属化合阻燃剂、硼硅阻燃剂、硅烷偶联剂中的一种及其组合。
6.一种改性石墨烯塑料的制备方法，其特征在于：具体制备工艺为步骤一、功能化石墨烯的制备，将石墨烯在浓度为15-18％的硝酸中超声2-3小时，得到酸化后的石墨烯，将该酸化后的石墨烯烘干后加入到十八烷基胺的乙醇和水溶液中，其中乙醇和水的体积比例为1:5～1:1，石墨烯与十八烷基胺的质量比为1:4-1:1，在80℃-100℃温度下油浴搅拌100-120h，抽滤，清洗，低温烘干，得到功能化石墨烯；
步骤二、将聚丙烯树脂40-60份、丙烯酸树脂10-12份、异戊橡胶聚己内酯8-15份、功能化石墨烯16-26份、热稳定剂1-5份、改性阻燃剂1-3、耐低温剂0.8-1、抗冲击改性剂2-15份、润滑剂1-3份、偶联剂2-5份，逐渐加热至120-160℃，保温18-25分钟，提高塑料强度，加热后保温熔融，加入纳米海泡石1-5份，继续搅拌加热至300-350℃，保温30-40分钟，得混合物；
步骤三、将步骤二制备的混合物置于高速混料机混料10-30分钟，其转速为1000-3000转/分钟，混合均匀；
步骤四、将混合物冷却并放入物料仓陈化24小时后将陈化的物料经过双螺杆挤出装置挤出成型，所述双螺杆挤出温度为160-220℃，得到环保防静电板材用石墨烯改性硬质PVC塑料。
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|---|---|---|---|---|
| CN110684281A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-14 | 温州鑫泰新材料股份有限公司 | 一种高刚性pp吸塑耐寒材料 |
| CN110684265A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-01-14 | 温州鑫泰新材料股份有限公司 | 一种基于石墨烯粉体的复合材料配方 |
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2019
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