CN110117393A - 一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域，本发明具有抗静电性的石墨烯色母粒材料包括以下原料：改性氧化石墨烯、聚丙烯、消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂。本发明提供的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料具有良好的相容性、分散性和耐候性能，且其抗静电效果较好。该材料可应用于注塑制品加工行业，用于克服高分子材料因摩擦而产生的静电，使制品表面不会有静电残留的问题，同时母粒材料具有良好的分散混合程度，可使制品表稳定、耐久、强度高。

Description

一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，涉及一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法。
背景技术
静电，是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电，而电荷分为正电荷和负电荷两种，也就是说静电现象也分为两种即正静电和负静电。当正电荷聚集在某个物体上时就形成了正静电，当负电荷聚集在某个物体上时就形成了负静电，但无论是正静电还是负静电，当带静电物体接触零电位物体(接地物体)或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花静电放电现象。
高分子材料在一些特定的使用环境下，易积蓄静电而发生危险。为了减少或消除聚集电荷对高分子材料使用过程中造成的危害，常常在高分子材料中添加抗静电剂，及时地将聚集的有害电荷疏导或消除。抗静电剂通过在高分子材料表面形成有序排列，或者在聚合物基体中形成传导电荷的网络结构，来达到降低高分子材料材料的电阻率。但抗静电剂过多，则会导致高分子材料易团聚，分散性能差。
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，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。由于石墨烯的最大特性是其高导电性，其可作为优异的抗静电材料应用于高分子材料中对改进材料的抗静电性。
因此，研制一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法尤为重要。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，按照重量份计，其原料包括：改性氧化石墨烯20-50份、聚丙烯50-100份、消光剂2-5份、抗静电剂1-2份、分散剂1-3份、碳纤维8-15份、色粉10-17份、纳米氧化锌10-18份、润滑剂1-2.6份、阻燃剂1-3份、增塑剂1.5-4份。
优选的，按照重量份计，所述改性氧化石墨烯30-40份、所述聚丙烯60-85份、所述消光剂3-4份、所述抗静电剂1.2-1.7份、所述分散剂1.5-2.5份、所述碳纤维10-13份、所述色粉12-15份、所述纳米氧化锌12-16份、所述润滑剂1.5-2.2份、所述阻燃剂1.5-2.6份、所述增塑剂2-3份。
优选的，所述聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
优选的，所述碳纤维使用强酸混合液进行表面预处理。
优选的，所述强酸混合液为浓硝酸与浓盐酸按照质量比为1:2混合形成的液体。
优选的，所述碳纤维为短切碳纤维，长度为10-12mm。
优选的，所述改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量10-13倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于100-110℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应10-16h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤2-3次，置于60-70℃的真空烘箱中干燥20-25h，即可获得改性氧化石墨烯。
优选的，所述色粉为钛白粉或炭黑；所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基胺和脂肪醇聚氧乙烯醚其中一种。
优选的，所述消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯中的一种；其中，马来酸酐质量占所述消光剂质量的2-4％。
一种上述具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散6-10min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以500-800r/min的转速搅拌20-30min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在120-130r/min，挤出温度控制为190-220℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为8-10cm的长条，使用造粒机在200-230℃下进行造粒。
本发明提供一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
本发明提供的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料具有良好的相容性、分散性和耐候性能，且其抗静电效果较好。改性氧化石墨烯与聚丙烯相容性好，抗静电剂不易迁移，且抗静电剂在聚丙烯中的添加量小，进一步减少了原料中的高分子材料发生团聚的可能性，确保了母粒材料均匀分散性能，保证用母粒材料制成的制品的品质。本发明提供的石墨烯色母粒材料可为应用于注塑制品加工行业，用于克服了高分子材料因摩擦而产生的静电，避免制品有静电残留的问题，同时因母粒材料所具有良好的分散混合程度，使制品表面较稳定、耐久、耐摩擦。
本发明提供的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的原料采用改性氧化石墨烯、聚丙烯、消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂和增塑剂，各种原料配伍科学合理。且本发明为了增加氧化石墨稀在聚丙烯中的分散性，对氧化石墨烯进行改性，通过化学键合的方式在氧化石墨烯的表面接枝了合适的长链烷烃(十六胺)，长链烷烃能够有效地阻止还原产物石墨稀的团聚，能够得到层数更少的石墨稀。改性后的氧化石墨烯分散在聚丙烯中时，长链烷烃能够有效地增加其在聚丙烯中的分散性，从而得到更加均匀分散的体系，进而有效改善了母粒材料制品因静电而产生的色差问题，使得用母粒材料制成的制品品质稳定，同时也使制品本身具有一定的防静电功效，对制品的表面防尘也有良好的效果。除此之外，本发明抗静电剂的添加量少，高分子材料不易团聚，分散性能好，使得制品品质更加稳定。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面对本发明实施例的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料及其制备方法进行具体说明。
本发明提出一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，按照重量份计，其原料包括：改性氧化石墨烯20-50份、聚丙烯50-100份、消光剂2-5份、抗静电剂1-2份、分散剂1-3份、碳纤维8-15份、色粉10-17份、纳米氧化锌10-18份、润滑剂1-2.6份、阻燃剂1-3份、增塑剂1.5-4份。
优选的，按照重量份计，改性氧化石墨烯30-40份、聚丙烯60-85份、消光剂3-4份、抗静电剂1.2-1.7份、分散剂1.5-2.5份、碳纤维10-13份、色粉12-15份、纳米氧化锌12-16份、润滑剂1.5-2.2份、阻燃剂1.5-2.6份、增塑剂2-3份。
本发明提供的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的原料采用改性氧化石墨烯、聚丙烯、消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，各种原料配伍科学合理。且本发明为了增加氧化石墨稀在聚丙烯中的分散性，将氧化石墨烯进行改性。改性后的氧化石墨烯在聚丙烯中的分散性好，可更加均匀分散的体系，进而有效改善了母粒材料制品因静电而产生的色差问题，使得利用母粒材料制备而成的制品品质稳定，同时也使制品本身具有一定的防静电功效，对制品的表面防尘也有良好的效果。除此之外，本发明抗静电剂的添加量少，高分子材料不易团聚，分散性能好，使得制品品质更加稳定。而添加分散剂有利于原料的进一步分散均匀，避免高分子材料在制备时会因为团聚造成材料性能大大降低的问题，保持了母粒材料具有良好的分散混合程度，使制品表面较稳定、耐久、耐摩擦。
进一步地，在本发明一较佳实施例中，改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量10-13倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于100-110℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应10-16h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤2-3次，置于60-70℃的真空烘箱中干燥20-25h，即可获得改性氧化石墨烯。本发明通过化学键合的方式在氧化石墨烯表面接枝了合适的长链烷烃(十六胺)，长链烷烃能够有效地阻止还原产物石墨稀的团聚，能够得到层数更少的石墨稀，提高了氧化石墨烯在聚丙烯中的分散性能。
进一步地，聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
进一步地，碳纤维使用强酸混合液进行表面预处理。碳纤维兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料，未处理的碳纤维的表面呈化学惰性，表面能低。通过强酸混合液对碳纤维进行表面改性，这样可以充分发挥碳纤维的增强效应，从而有效提高母粒材料的力学性能及耐高温性能。
进一步地，强酸混合液为浓硝酸与浓盐酸按照质量比为1:2混合形成的液体。本发明通过对碳纤维进行表面处理，增强了碳纤维的表面化学活性，增强了碳纤维与基体间的界面粘结强度，进一步增强母粒材料的使用性能。
进一步地，碳纤维为短切碳纤维，长度为10-12mm。短切碳纤维是由碳纤维长丝经纤维切断机短切而成，其基本性能主要取决于其原料-碳纤维长丝的性能。短纤维具有喂料方式多样、工艺简单等的优点，且其具备良好的分散性能，进一步提高了母粒材料的分散混合程度。
进一步地，色粉为钛白粉或炭黑；润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡；抗静电剂为乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基胺和脂肪醇聚氧乙烯醚其中一种。
进一步地，消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯中的一种；其中，马来酸酐质量占消光剂质量的2-4％。
本发明还提供一种上述具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散6-10min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以500-800r/min的转速搅拌20-30min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在120-130r/min，挤出温度控制为190-220℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为8-10cm的长条，使用造粒机在200-230℃下进行造粒。
在本实施例中，双螺杆挤出机、剪切机和造粒机均为现有技术，这里就不在进行赘述。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例中，原料中的碳纤维是经过强酸混合液进行表面预处理后的碳纤维；强酸混合液为浓硝酸与浓盐酸按照质量比1:2的混合液。
实施例1：
本实施例中具有抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：改性氧化石墨烯20份、聚丙烯50份、消光剂2份、抗静电剂1份、分散剂1份、碳纤维8份、色粉10份、纳米氧化锌10份、润滑剂1份、阻燃剂1份、增塑剂1.5份；
其中，聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯；碳纤维为短切碳纤维，碳纤维的长度为10mm；
改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量10倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于100℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应10h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤2次，置于60℃的真空烘箱中干燥20h，即可；
色粉为钛白粉；润滑剂为聚乙烯蜡；抗静电剂为乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基胺；消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，且其中马来酸酐所占质量比为2％。
本实施例具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散6min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以500r/min的转速搅拌20min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在120r/min，挤出温度控制为190℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为8cm的长条，使用造粒机在200℃下进行造粒。
实施例2：
本实施例中具有抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：改性氧化石墨烯50份、聚丙烯100份、消光剂5份、抗静电剂2份、分散剂3份、碳纤维15份、色粉17份、纳米氧化锌18份、润滑剂2.6份、阻燃剂3份、增塑剂4份；
其中，聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的共聚聚丙烯；碳纤维为短切碳纤维，碳纤维的长度为12mm；
改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量13倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于110℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应16h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于70℃的真空烘箱中干燥25h，即可；
色粉为炭黑；润滑剂为氧化聚乙烯蜡；抗静电剂为乙氧基化烷基胺；消光剂为马来酸酐接枝聚丙烯，且其中马来酸酐所占质量比为4％。
本实施例具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散10min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以800r/min的转速搅拌30min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在130r/min，挤出温度控制为220℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为10cm的长条，使用造粒机在230℃下进行造粒。
实施例3：
本实施例中具有抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：改性氧化石墨烯35份、聚丙烯75份、消光剂3.5份、抗静电剂1.5份、分散剂2份、碳纤维11.5份、色粉13.5份、纳米氧化锌14份、润滑剂1.8份、阻燃剂2份、增塑剂2.7份；
其中，聚丙烯为熔融指数为25g/min的均聚聚丙烯、共聚聚丙烯按照质量1:1混合而成；碳纤维为短切碳纤维，碳纤维的长度为11mm；
改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量11倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于105℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应13h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于65℃的真空烘箱中干燥23h，即可；
色粉为钛白粉；润滑剂为聚乙烯蜡；抗静电剂为乙氧基化烷基胺；消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体，且其中马来酸酐所占质量比为3％。
本实施例具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散8min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以650r/min的转速搅拌25min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在125r/min，挤出温度控制为205℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为9cm的长条，使用造粒机在215℃下进行造粒。
实施例4：
本实施例中具有抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：改性氧化石墨烯30份、聚丙烯60份、消光剂3份、抗静电剂1.2份、分散剂1.5份、碳纤维10份、色粉12份、纳米氧化锌12份、润滑剂1.5份、阻燃剂1.5份、增塑剂2份；
其中，聚丙烯为熔融指数为0.5-10g/min的均聚聚丙烯；碳纤维为短切碳纤维，碳纤维的长度为11mm；
改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量11倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于102℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应12h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于63℃的真空烘箱中干燥21h，即可；
色粉为炭黑；润滑剂为氧化聚乙烯蜡；抗静电剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；消光剂为马来酸酐接枝聚乙烯，且其中马来酸酐所占质量比为3％。
本实施例具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散7min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以600r/min的转速搅拌22min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在122r/min，挤出温度控制为195℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为9cm的长条，使用造粒机在210℃下进行造粒。
实施例5：
本实施例中具有抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：改性氧化石墨烯40份、聚丙烯85份、消光剂4份、抗静电剂1.7份、分散剂2.5份、碳纤维13份、色粉15份、纳米氧化锌16份、润滑剂2.2份、阻燃剂2.6份、增塑剂3份；
其中，聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯；碳纤维为短切碳纤维，碳纤维的长度为12mm；
改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量12倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于108℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应15h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于67℃的真空烘箱中干燥24h，即可；
色粉为钛白粉；润滑剂为聚乙烯蜡；抗静电剂为乙氧基化烷基胺；消光剂为马来酸酐接枝聚丙烯，且其中马来酸酐所占质量比为3％。
本实施例具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散9min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以700r/min的转速搅拌28min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在127r/min，挤出温度控制为215℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为9cm的长条，使用造粒机在208℃下进行造粒。
对比例1：
本对比例抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：石墨烯35份、聚丙烯75份、消光剂3.5份、抗静电剂1.5份、分散剂2份、色粉13.5份、润滑剂1.8份、阻燃剂2份、增塑剂2.7份。
制备方法同实施例3。
对比例2：
本对比例抗静电性的石墨烯色母粒材料由以下重量份的原料制成：氧化石墨烯30份、聚丙烯60份、消光剂3份、抗静电剂1.2份、分散剂1.5份、色粉12份、润滑剂1.5份、阻燃剂1.5份、增塑剂2份。
制备方法同实施例4。
将实施例1-5制备的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，和对比例1-2的石墨烯色母粒材料采用国标(GB/T)标准方法进行性能测试。其中，需要检测的性能包括：拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、表面电阻率、体积电阻率和热变形温度，结果如表1所示：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2
拉伸强度MPa 21.9 22.4 24.7 25.0 23.5 20.3 19.6
断裂伸长率％ 58 61 65 60 55 41 32
弯曲强度MPa 22.8 23.9 25.3 24.7 23.8 20.1 20.3
弯曲模量MPa 1890 1925 1920 1850 1910 1873 1815
冲击强度KJ/m<sup>2</sup> 47 46 51 50 49 45 42
表面电阻率Ω 1.8×10<sup>10</sup> 4.5×10<sup>8</sup> 3.3×10<sup>8</sup> 4.5×10<sup>10</sup> 2.6×10<sup>10</sup> 3.6×10<sup>12</sup> 2.5×10<sup>16</sup>
体积电阻率Ω 2.1×10<sup>10</sup> 3.7×10<sup>8</sup> 3.1×10<sup>8</sup> 3.6×10<sup>10</sup> 3.2×10<sup>10</sup> 3.2×10<sup>12</sup> 1.5×10<sup>16</sup>
热变形温度℃ 80 78 89 85 86 60 53
由表1数据可以看出，实施例1-5提供的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料与对比例1-2提供的石墨烯色母粒材料相比，实施例提供的母粒材料更具备良好的抗静电作用，且热稳定性好，母粒材料表面稳定性高、耐久性能好、强度高，进一步证明了本发明采用改性氧化石墨烯制备的母粒材料的具有良好的抗静电性能和耐候性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，按照重量份计，其原料包括：改性氧化石墨烯20-50份、聚丙烯50-100份、消光剂2-5份、抗静电剂1-2份、分散剂1-3份、碳纤维8-15份、色粉10-17份、纳米氧化锌10-18份、润滑剂1-2.6份、阻燃剂1-3份、增塑剂1.5-4份。
2.根据权利要求1所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，按照重量份计，所述改性氧化石墨烯30-40份、所述聚丙烯60-85份、所述消光剂3-4份、所述抗静电剂1.2-1.7份、所述分散剂1.5-2.5份、所述碳纤维10-13份、所述色粉12-15份、所述纳米氧化锌12-16份、所述润滑剂1.5-2.2份、所述阻燃剂1.5-2.6份、所述增塑剂2-3份。
3.根据权利要求1或2所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述聚丙烯为熔融指数为0.5-50g/min的均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述碳纤维使用强酸混合液进行表面预处理。
5.根据权利要求4所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述强酸混合液为浓硝酸与浓盐酸按照质量比为1:2混合形成的液体。
6.根据权利要求4所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述碳纤维为短切碳纤维，长度为10-12mm。
7.根据权利要求1或2所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述改性氧化石墨烯的改性方法为：称取一定量的氧化石墨稀，向其中加入占氧化石墨稀质量10-13倍的去离子水，超声分散至形成均匀分散的棕色溶胶体系，转移至三口烧瓶中待用；称取占氧化石墨稀质量相同的十六胺，向十六胺中加入无水乙醇至十六胺完全溶解，得到十六胺溶液，将十六胺溶液滴加到氧化石墨稀的溶胶体系中，将反应体系置于100-110℃的恒温油浴锅中，在回流条件下反应10-16h，所得的产物过滤后，分别用无水乙醇和去离子水洗涤2-3次，置于60-70℃的真空烘箱中干燥20-25h，即可获得改性氧化石墨烯。
8.根据权利要求1或2所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述色粉为钛白粉或炭黑；所述润滑剂为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基胺和脂肪醇聚氧乙烯醚其中一种。
9.根据权利要求1或2所述的具有抗静电性的石墨烯色母粒材料，其特征在于，所述消光剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯中的一种；其中，马来酸酐质量占所述消光剂质量的2-4％。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述具有抗静电性的石墨烯色母粒材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照原料重量份称取各个原料；
S2、将改性氧化石墨烯和聚丙烯混合，再进行超声分散6-10min，再加入消光剂、抗静电剂、分散剂、碳纤维、色粉、纳米氧化锌、润滑剂、阻燃剂、增塑剂，置于搅拌机中，以500-800r/min的转速搅拌20-30min，再转入到双螺杆挤出机内挤出造粒即可，其中，将双螺杆挤出机的螺杆转速控制在120-130r/min，挤出温度控制为190-220℃，物料从挤出机挤出，将挤出的物料条使用剪切机进行剪切为8-10cm的长条，使用造粒机在200-230℃下进行造粒。
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