石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料及其制備方法，所述石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料由如下重量份數(shù)的原料制備：聚偏氟乙烯、乙烯醋酸乙烯樹脂、全氟辛酸銨、丙烯酸酯、石墨烯、納米鋅粉、2,6?二氯苯甲腈、硼纖維、甲殼素、磷酸鈣、二硫化鉬、液體石蠟、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑、抗氧劑、甲苯。本發(fā)明制備的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，充分發(fā)揮了石墨烯材料的優(yōu)異性能，具有良好的導(dǎo)電性，同時(shí)機(jī)械力學(xué)性能良好，且耐酸堿腐蝕性能好，使用安全，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】
石墨烯増強(qiáng)導(dǎo)電塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料領(lǐng)域，具體涉及石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)塑料制備的靜電消除、電磁屏蔽的性能越來越 關(guān)注。導(dǎo)電塑料一般可以分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料和復(fù)合型導(dǎo)電塑料。結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電塑料是高聚 物本身或經(jīng)化學(xué)摻雜改性之后具有導(dǎo)電性的材料，其成本低，但是性能穩(wěn)定性不高，工藝尚 不成熟。復(fù)合型導(dǎo)電塑料是指經(jīng)過物理改性后（如填充炭黑等物質(zhì)）具有導(dǎo)電性的塑料，其 工藝成熟、性能穩(wěn)定、成本較低、方法簡單的優(yōu)點(diǎn)，然而這一類導(dǎo)電塑料的機(jī)械強(qiáng)度和耐化 學(xué)腐蝕性能均有待進(jìn)一步提高。
[0003] 石墨烯是一種二維納米材料，僅由一個(gè)原子層厚的單層石墨片構(gòu)成。由于其獨(dú)特 的二維片層結(jié)構(gòu)及極高的機(jī)械強(qiáng)度，出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性使其在聚合物材料領(lǐng)域具有非常 廣泛的應(yīng)用前景，可獲得性能增強(qiáng)的聚合物材料。然而由于納米尺寸使得石墨烯之間產(chǎn)生 強(qiáng)大的范德華力而極易團(tuán)聚，故而石墨烯在聚合物中的分散性不佳，導(dǎo)致制備的聚合物材 料的性能不穩(wěn)定，影響使用;其次由于石墨烯化學(xué)穩(wěn)定性，其與其他物質(zhì)之間的界面結(jié)合力 差，增強(qiáng)效果無法完全的發(fā)揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù) 問題的至少一種。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的 原料制備：聚偏氟乙烯40-48份、乙烯醋酸乙烯樹脂20-26份、全氟辛酸銨5-10份、丙烯酸酯 4-8份、石墨烯2-6份、納米鋅粉3-8份、2，6-二氯苯甲腈1 -5份、硼纖維3-7份、甲殼素4-7份、 磷酸鈣1-9份、二硫化鉬3-6份、液體石蠟1-4份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉4-9份、硅烷偶聯(lián)劑3-8 份、抗氧劑2-7份、甲苯15-27份； 其中所述石墨稀為烷基化石墨稀、氣基化石墨稀或疏基化石墨稀。
[0006] 優(yōu)選地，所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的原料制備:聚偏氟乙烯46 份、乙烯醋酸乙烯樹脂22份、全氟辛酸銨9份、丙烯酸酯5份、甲殼素6份、磷酸鈣5份、二硫化 鉬4份、液體石蠟2份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉5份、硅烷偶聯(lián)劑6份、抗氧劑4份、甲苯21份； 其中所述石墨烯為氨基化石墨烯。
[0007] 優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅 烷或γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0008]優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑PEPQ、抗氧劑300或抗氧劑1010。
[0009]本發(fā)明還提供所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，制備步驟為： (1)將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌20-30min，之后進(jìn)行加 熱回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合10-20min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料。
[0010] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為：230°C、242°C、250 °C、265°C、 270°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明制備的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，充分發(fā)揮了石墨烯材料的優(yōu)異性能，具有良好的 導(dǎo)電性，其表面低于大于IO8 Ω，同時(shí)機(jī)械力學(xué)性能良好，其拉伸強(qiáng)度為75.2-76.7MPa，斷裂 伸長率為315-331%，且耐酸堿腐蝕性能好，使用安全，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下通過【具體實(shí)施方式】的描述對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但這并非是對(duì)本發(fā)明的限 制，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進(jìn)，但是只要不脫離 本發(fā)明的基本思想，均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0013] 實(shí)施例1 石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的原料制備：聚偏氟乙烯40-48份、乙烯醋酸乙 烯樹脂20-26份、全氟辛酸銨5-10份、丙烯酸酯4-8份、石墨烯2-6份、納米鋅粉3-8份、2，6-二 氯苯甲腈1-5份、硼纖維3-7份、甲殼素4-7份、磷酸鈣1-9份、二硫化鉬3-6份、液體石蠟1-4 份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉4-9份、硅烷偶聯(lián)劑3-8份、抗氧劑2-7份、甲苯15-27份； 其中所述石墨稀為烷基化石墨稀。所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氣丙基二乙氧基硅烷。所述抗 氧劑為抗氧劑PEPQ。
[0014] 上述石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌20min，之后進(jìn)行加熱 回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合IOmin; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料，其所述雙螺桿擠出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
[0015] 實(shí)施例2 石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的原料制備:聚偏氟乙烯48份、乙烯醋酸乙烯樹 脂26份、全氟辛酸銨10份、丙烯酸酯8份、石墨烯6份、納米鋅8份、2,6_二氯苯甲腈5份、硼纖 維7份、甲殼素7份、磷酸鈣9份、二硫化鉬6份、液體石蠟4份、琥泊酸二辛酯磺酸鈉9份、硅烷 偶聯(lián)劑8份、抗氧劑7份、甲苯27份； 其中所述石墨烯為氨基化石墨烯。所述硅烷偶聯(lián)劑為γ -環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷。 所述抗氧劑為抗氧劑300。
[0016] 上述石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌30min，之后進(jìn)行加熱 回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合20min; (3)將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料，其所述雙螺桿擠出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
[0017] 實(shí)施例3 石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的原料制備:聚偏氟乙烯44份、乙烯醋酸乙烯樹 脂23份、全氟辛酸銨7份、丙烯酸酯6份、石墨烯4份、納米鋅粉5份、2,6_二氯苯甲腈1-5份、硼 纖維3-7份、甲殼素4-7份、磷酸鈣5份、二硫化鉬4.5份、液體石蠟2.5份、琥珀酸二辛酯磺酸 鈉6份、硅烷偶聯(lián)劑5份、抗氧劑4份、甲苯21份； 其中所述石墨稀為烷基化石墨稀、氣基化石墨稀或疏基化石墨稀。所述硅烷偶聯(lián)劑為 γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。所述抗氧劑為抗氧劑1010。
[0018] 上述石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌25min，之后進(jìn)行加熱 回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合15min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料，其所述雙螺桿擠出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
[0019] 實(shí)施例4 石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，由如下重量份數(shù)的原料制備:聚偏氟乙烯46份、乙烯醋酸乙烯樹 脂22份、全氟辛酸銨9份、丙烯酸酯5份、甲殼素6份、磷酸鈣5份、二硫化鉬4份、液體石蠟2份、 琥珀酸二辛酯磺酸鈉5份、硅烷偶聯(lián)劑6份、抗氧劑4份、甲苯21份； 其中所述石墨烯為氨基化石墨烯。
[0020] 所述硅烷偶聯(lián)劑為γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。所述抗氧劑為抗氧劑 PEPQ0
[0021] 上述石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌28min，之后進(jìn)行加熱 回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合16min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料，其所述雙螺桿擠出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
[0022] 性能測試 對(duì)上述實(shí)施例制備的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料進(jìn)行如下性能測試：
由上表可知，本發(fā)明制備的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，具有良好的導(dǎo)電性，其表面低于大于 IO8 Ω，同時(shí)機(jī)械力學(xué)性能良好，其拉伸強(qiáng)度為75.2-76.7MPa，斷裂伸長率為315-331%，且耐 酸堿腐蝕性能好，使用安全，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，其特征在于，由如下重量份數(shù)的原料制備：聚偏氟乙烯40-48 份、乙烯醋酸乙烯樹脂20-26份、全氟辛酸銨5-10份、丙烯酸酯4-8份、石墨烯2-6份、納米鋅 粉3-8份、2，6_二氯苯甲腈1-5份、硼纖維3-7份、甲殼素4-7份、磷酸鈣1-9份、二硫化鉬3-6 份、液體石蠟1-4份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉4-9份、硅烷偶聯(lián)劑3-8份、抗氧劑2-7份、甲苯15-27份； 其中所述石墨稀為烷基化石墨稀、氣基化石墨稀或疏基化石墨稀。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，其特征在于，由如下重量份數(shù)的原料制 備:聚偏氟乙烯46份、乙烯醋酸乙烯樹脂22份、全氟辛酸銨9份、丙烯酸酯5份、甲殼素6份、磷 酸鈣5份、二硫化鉬4份、液體石蠟2份、琥珀酸二辛酯磺酸鈉5份、硅烷偶聯(lián)劑6份、抗氧劑4 份、甲苯21份； 其中所述石墨烯為氨基化石墨烯。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為3-氨丙 基三乙氧基硅烷、γ -環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷或γ -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅 烷。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料，其特征在于，所述抗氧劑為抗氧劑 PEPQ、抗氧劑300或抗氧劑1010。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，其特征在于，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯(lián)劑和甲苯室溫下攪拌20-30min，之后進(jìn)行加 熱回流，得到膏狀產(chǎn)物； (2) 將余下原料和上述膏狀產(chǎn)物在高速混合機(jī)中混合10-20min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機(jī)，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強(qiáng)導(dǎo) 電塑料。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯增強(qiáng)導(dǎo)電塑料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠 出機(jī)的各部分的溫度設(shè)置為:230°C、242°C、250°C、265°C、270°C，螺桿轉(zhuǎn)速為180rpm。
【文檔編號(hào)】C08K5/098GK105860377SQ201610373063
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】蔡小連
【申請(qǐng)人】蘇州市奎克力電子科技有限公司