本發(fā)明屬于納米填料制備及其復(fù)合材料改性技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂及其制備方法。
背景技術(shù):
abs樹脂是以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三種單體聚合而成的三元共聚物,abs樹脂兼具三種聚合物單體的優(yōu)良性能,不僅具有聚丙烯腈優(yōu)良的耐化學(xué)性、耐熱性、剛性、抗拉伸性能,具有聚丁二烯優(yōu)良的抗沖擊性能,還具有聚苯乙烯優(yōu)良的加工流動(dòng)性、光澤性等優(yōu)點(diǎn),是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料,具有非常優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能、優(yōu)異的加工性能和優(yōu)良的物理力學(xué)性能,因此,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。但是abs樹脂的阻燃性能較差,在實(shí)際應(yīng)用中人們通常添加大量的阻燃劑,使abs的阻燃性達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求,而添加的阻燃劑普遍為污染型阻燃劑,
石墨烯具有較大的比表面積,優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,可作為填料添加在abs樹脂中,提高abs樹脂的功能性能。但目前石墨烯復(fù)合abs樹脂的方法存在石墨烯分散不均、制備方法復(fù)雜、無(wú)法工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題,而且現(xiàn)有的石墨烯的制備方法具有制備成本低,后期處理周期短,排污量低的特點(diǎn),無(wú)法滿足規(guī)模化制備石墨烯復(fù)合abs樹脂中石墨烯的用量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂及其制備方法。制備的所述多功能性abs樹脂具有抗靜電、抗紫外吸收和抗菌的特點(diǎn),而且其中不含有污染型阻燃劑。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
第一方面,本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯0.1-5份,
相容劑0-5份。
其中,當(dāng)改性石墨烯含量過(guò)低時(shí),不能達(dá)到納米填料的最低添加量,從而石墨烯納米復(fù)合材料也表現(xiàn)不出納米填料的復(fù)合效應(yīng);當(dāng)含量過(guò)高時(shí),其石墨烯納米填料組分過(guò)大,超大的表面能會(huì)使得石墨烯在abs基體中嚴(yán)重堆疊,最終在浪費(fèi)填料的同時(shí)嚴(yán)重影響到復(fù)合材料的機(jī)械性能。因此改性石墨烯的重量份數(shù)在0.1-5范圍內(nèi)為最優(yōu)選。
所述相容劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、有機(jī)絡(luò)合偶聯(lián)劑、酸酐型偶聯(lián)劑、環(huán)氧型偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
優(yōu)選地,所述硅烷偶聯(lián)劑包括kh550、kh560和kh570。
第二方面,本發(fā)明提供一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法,所述制備方法包括:
s1、制備改性石墨烯粉體;
s2、將石墨烯粉體、abs樹脂和相容劑混合,得到混合物料;
s3、將混合物料經(jīng)過(guò)復(fù)合、水冷造粒,得到復(fù)合粒子;將復(fù)合粒子成型加工,得石墨烯復(fù)合abs樹脂。
優(yōu)選地,所述改性石墨烯為改性氧化石墨烯、還原改性氧化石墨烯、結(jié)構(gòu)可控還原改性石墨烯、物理修飾改性石墨烯中的一種或幾種。
其中,在步驟s2中,可根據(jù)改性石墨烯的種類,加入不同性質(zhì)和不同比例的相容劑;當(dāng)石墨烯為改性的氧化石墨烯時(shí)不需要加入相容劑,石墨烯為還原的改性氧化石墨烯時(shí)加入少量的相容劑,當(dāng)石墨烯為物理法改性石墨烯時(shí)需要加入較大比例的相容劑。其中相容劑加入的規(guī)律是,石墨烯改性越充分則越不需要加入相容劑,當(dāng)石墨烯改性程度越低時(shí)應(yīng)加入更多的相容劑來(lái)輔助分散。
優(yōu)選地,改性氧化石墨烯是通過(guò)如下方法制備:先制備并簡(jiǎn)單清洗hummers法得到的氧化石墨,然后在ph>2的酸性條件下直接超聲處理,得到氧化石墨烯分散液,再直接在攪拌條件下加入改性劑處理,最后將抽濾得到的改性氧化石墨烯冷凍、干燥即可。
優(yōu)選地,所述改性劑選自所述改性劑選自十八烷基二甲基氧化胺、高聚物電解質(zhì)、pdda(鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯)、咪唑啉、嗎啉胍類、三嗪類衍生物、聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐、聚丙烯酰胺、低分子量聚丙烯腈中的一種或幾種;上述改性劑分子與氧化石墨烯表面功能基團(tuán)的共價(jià)接枝反應(yīng),使石墨烯從水性變成油性,從而反向析出。
優(yōu)選地,所述改性劑的添加量為氧化石墨烯質(zhì)量的0.1-2.0倍。
優(yōu)選地,所述還原改性氧化石墨烯是通過(guò)如下方法制備:將冷凍干燥的改性氧化石墨烯分散在油性有機(jī)相中,加入還原劑,得到一定還原程度的石墨烯,再冷凍、干燥即可。一定還原程度的石墨烯主要是由于氧化石墨烯無(wú)法通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而完全得到還原。其中,所述改性氧化石墨烯同樣是采用如下方法制備而得:將hummers法得到的氧化石墨烯在ph>2的酸性條件下進(jìn)行超聲處理,得到氧化石墨烯分散液,再加入改性劑處理,抽濾得改性氧化石墨烯,冷凍、干燥即可。
優(yōu)選地,所述有機(jī)相選自二甲苯、正丁醇、正己烷、氯仿、液體石蠟中的一種或幾種,所述還原劑選自水合肼、草酸h2c2o4、硼氫化鉀kbh4、硼氫化鈉nabh4中的一種或幾種。上述還原劑對(duì)改性氧化石墨烯具有很好的還原和提高石墨烯粉體電導(dǎo)率的效果。
優(yōu)選地,所述還原劑的添加量為改性氧化石墨烯質(zhì)量的0.1-2.0倍。
優(yōu)選地,所述結(jié)構(gòu)可控還原改性石墨烯是通過(guò)如下方法制備:將改性氧化石墨烯在設(shè)定溫度50-300℃條件下階段化處理,得到結(jié)構(gòu)可控還原改性石墨烯。此處結(jié)構(gòu)可控石墨烯是指將氧化石墨進(jìn)行預(yù)改性處理,然后階段性控溫膨脹,從而實(shí)現(xiàn)其膨脹程度和改性程度有差別的石墨烯,然后復(fù)合abs樹脂。其中,所述改性氧化石墨烯同樣是采用如下方法制備而得:將hummers法得到的氧化石墨烯在ph>2的酸性條件下進(jìn)行超聲處理,得到氧化石墨烯分散液,再加入改性劑處理,抽濾得改性氧化石墨烯,冷凍、干燥即可。
優(yōu)選地,所述物理修飾改性石墨烯是通過(guò)如下方法制備:將物理法制備得到的石墨烯超聲分散在水、乙醇或者甲基吡咯烷酮溶劑中,加入高分子改性劑處理后,離心得到修飾的改性石墨烯,最后將溶劑通過(guò)水溶液置換后冷卻、干燥即可。其中,物理法制備得到的石墨烯一般為機(jī)械剝離和超臨界膨脹法得到的石墨烯,特點(diǎn)在于石墨烯結(jié)構(gòu)完整,堆密度相對(duì)較高。
優(yōu)選地,所述高分子改性劑為高分子改性劑包括海藻酸鈉、纖維素、木質(zhì)素、殼聚糖、peo、pdda、低分子量的paa或低分子量的pvdf。高分子改性劑首先在溶劑中分散形成分子級(jí)別分散的高分子溶液,這些高分子連塅在相互作用和纏結(jié)的同時(shí)也會(huì)和石墨烯片之間通過(guò)范德瓦爾斯力相互作用,進(jìn)而相互纏結(jié),于此同時(shí)石墨烯片超大的比表面積在溶液體系中屬于高能態(tài),因而不穩(wěn)定。而溶液體系的趨勢(shì)則是趨于低能態(tài),進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),所以石墨烯片會(huì)通過(guò)與高分子連段之間強(qiáng)有力作用力相互纏結(jié)/吸引從而得到穩(wěn)定態(tài),最終高分子鏈在石墨烯片上的纏結(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯片的物理改性。
優(yōu)選地,所述高分子改性劑的添加量為石墨烯質(zhì)量的0.1-5.0倍,過(guò)低的添加量不能完全的實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯的改性,而過(guò)高時(shí)同樣影響石墨烯粉體的比重,最終在復(fù)合材料中石墨烯與基體的界面組分過(guò)高時(shí),并不能有效的傳遞應(yīng)力/載流子等,從而影響復(fù)合材料的力學(xué)/熱學(xué)/電學(xué)等綜合性能。
優(yōu)選地,在步驟s2中,所述預(yù)混的方式包括將改性石墨烯粉體與abs樹脂在高速混煉機(jī)中混煉5-15min。
優(yōu)選地,在步驟s3中,所述復(fù)合的方式選用干法復(fù)合或濕法復(fù)合;其中,干法復(fù)合是通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)或密煉機(jī)復(fù)合。
優(yōu)選地,所述雙螺桿復(fù)合的工藝條件為:螺桿溫區(qū)溫度為160-270℃(根據(jù)不同的牌號(hào)和石墨烯的種類以及濃度做出相應(yīng)的調(diào)整),螺桿轉(zhuǎn)速為8-35rpm,進(jìn)料速度為5-20g/min。
優(yōu)選地,所述改性石墨烯粉體與abs樹脂在預(yù)混之前均需進(jìn)行干燥處理;所述復(fù)合粒子在成型加工前需進(jìn)行干燥處理。
本發(fā)明采用連續(xù)化工作的雙螺桿復(fù)合工藝來(lái)制備石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂。主要通過(guò)對(duì)石墨烯表面性能的修飾和形貌結(jié)構(gòu)的處理,使得其在短時(shí)間的剪切和擠壓條件下即可實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯abs基體中良好的分散和有效的復(fù)合,進(jìn)而得到高性能石墨烯多功能abs復(fù)合樹脂。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的有益效果:
1、本發(fā)明制備的多功能性abs樹脂具有抗靜電、抗紫外吸收和抗菌的特點(diǎn),其中不含有污染型阻燃劑。
2、通過(guò)對(duì)材料的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)不同種類和改性的石墨烯對(duì)abs樹脂的功能性能均有所提高,當(dāng)復(fù)合本發(fā)明的表面修飾且形貌可控的功能化石墨烯時(shí),表現(xiàn)出了更為優(yōu)異的綜合性能。
3、本發(fā)明將性能優(yōu)異的多功能石墨烯填料與abs復(fù)合,通過(guò)連續(xù)化的熔融復(fù)合工藝在較低的添加量下(0.1-5wt%)即可實(shí)現(xiàn)了abs塑料的多功能化制備,解決了abs復(fù)合多功能材料力學(xué)性能損失嚴(yán)重、功能化單一的特點(diǎn)。
4、本發(fā)明中所選石墨烯的改性與修飾劑自身就有很好的抗靜電和抗菌性能,通過(guò)修飾石墨烯并復(fù)合改性abs樹脂后,可在增強(qiáng)復(fù)合abs樹脂機(jī)械性能的基礎(chǔ)上擁有了抗菌、抗紫外、抗靜電等重要的功能性,從而進(jìn)一步拓展了abs樹脂的應(yīng)用領(lǐng)域和使用環(huán)境條件,譬如大至汽車工業(yè)領(lǐng)域、小至家電電子領(lǐng)域。
5、本發(fā)明為工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)多功能性石墨烯基abs復(fù)合材料提供了直接方法和思路,可直接應(yīng)用在汽車保險(xiǎn)杠、電話機(jī)抗靜電外殼、存儲(chǔ)器外殼及計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)外殼等等,此外其優(yōu)良的抗菌性能可應(yīng)用在洗衣機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、空調(diào)器等家用電器和廚房用具等方面,而高濃度導(dǎo)電類abs樹脂可應(yīng)用于電子器件、電磁屏蔽箱體等電子領(lǐng)域。
附圖說(shuō)明
通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
圖1為本發(fā)明中石墨烯復(fù)合abs樹脂的注塑樣條的實(shí)物照片;
圖2為本發(fā)明中石墨烯復(fù)合abs膜的抗紫外吸收性能表征圖;
圖3為本發(fā)明中石墨烯復(fù)合abs膜的抗菌性能表征的實(shí)物照片;
圖4為本發(fā)明中改性石墨烯的拉曼光譜圖;
圖5為本發(fā)明中改性石墨烯的的tem照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
下述實(shí)施例所述的abs樹脂可以是產(chǎn)品型號(hào)為abs-751h,abs-01g52,abs-01f50,abs-01f52,abs-650sk,abs-pa757,abs-pc510,abs-747,abs-ag15a1,abs-mc8800中的abs樹脂。
實(shí)施例1
本實(shí)施例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯5份,
相容劑1份。
其中,所述改性石墨烯為物理修飾改性石墨烯,所述相容劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)上述改性石墨烯的制備方法為:將物理法制備得到的石墨烯超聲分散在乙醇或者甲基吡咯烷酮溶劑中,加入高分子改性劑pvdf(偏氟乙烯)處理,pvdf的量為石墨烯質(zhì)量的1.5倍,離心得到修飾的改性石墨烯,最后將溶劑通過(guò)水溶液置換后冷卻、干燥即可。
(2)將上述方法(1)中制備的改性石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,并加入相容劑,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為5wt%,混煉15min得到混合物料,使得改性石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(3)將混合物料投入雙螺桿中,經(jīng)過(guò)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺桿溫區(qū)溫度設(shè)定為250度,螺桿轉(zhuǎn)速為35rpm,進(jìn)料速度為20g/min;然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(4)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施例制備的石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂進(jìn)行機(jī)械性能、抗紫外吸收性能、抗菌性能的表征,測(cè)試結(jié)果表明其樹脂的抗菌率到達(dá)了95%,抗紫外性能提升了99%,且最終得到的樹脂體電導(dǎo)率為10-3s/m。如圖3所示,從abs復(fù)合石墨烯樹脂的抗菌測(cè)試中可看出,復(fù)合改性石墨烯的abs(abs-g)在培養(yǎng)基中一段時(shí)間,能觀察到大腸桿菌的菌落數(shù)量急劇下降。
實(shí)施例2
本實(shí)施例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯3份,
相容劑0份
其中,所述改性石墨烯為改性氧化石墨烯。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)上述改性石墨烯的制備方法為:先制備并簡(jiǎn)單清洗hummers法得到的氧化石墨,然后在ph>2的酸性條件下直接超聲處理30min得到氧化石墨烯分散液,再直接在攪拌條件下加入改性劑pdda,且10g的氧化石墨烯對(duì)應(yīng)10-20g的pdda,最后將抽濾得到的改性氧化石墨烯,冷凍、干燥即可。
(2)將上述方法(1)中制備的改性石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為3wt%,混煉10min得到混合物料,使得石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(3)將混合物料進(jìn)行雙螺桿復(fù)合,經(jīng)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,進(jìn)料速度為10g/min,螺桿溫區(qū)為260度,主機(jī)轉(zhuǎn)速為20rpm,然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(4)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施例制備的石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂進(jìn)行機(jī)械性能、抗紫外吸收性能、抗菌性能的表征,測(cè)試結(jié)果表明其斷裂強(qiáng)度提升了18%,紫外吸收性能提升了90%,抗菌率達(dá)到了90%。
實(shí)施例3
本實(shí)施例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯1份,
相容劑1份
其中,所述改性石墨烯為結(jié)構(gòu)可控還原改性石墨烯,所述相容劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)上述改性石墨烯的制備方法為:選5g的氧化石墨分散在5l大燒杯中,簡(jiǎn)單超聲分散10min,然后加熱到35度機(jī)械攪拌下加入2g固含量的十八烷基二甲基氧化胺的溶液,得到改性氧化石墨烯,反向析出后抽濾干燥,熱烘干之后碾碎,低溫快速剝離,得到結(jié)構(gòu)可控還原改性石墨烯。其中,低溫快速剝離的階段化處理過(guò)程為:改性氧化石墨烯在50-120度下預(yù)先保溫5-30分鐘,然后升溫至150-300度,實(shí)現(xiàn)階段化不同形貌和改性還原程度的功能性石墨烯。
(2)將上述方法(1)中制備的改性石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,并加入相容劑,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為1wt%,混煉15min得到混合物料,使得石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(3)將混合物料進(jìn)行雙螺桿復(fù)合,經(jīng)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺桿溫區(qū)溫度設(shè)定為270度,螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm,進(jìn)料速度為25g/min,然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(4)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施例制備的石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂進(jìn)行機(jī)械性能、抗紫外吸收性能、抗菌性能的表征,測(cè)試結(jié)果表明其斷裂強(qiáng)度提升了39%,紫外吸收性能提升了98%,抗菌率達(dá)到了95%。圖5為本實(shí)施例中通過(guò)階段性溫控?zé)崽幚淼玫浇Y(jié)構(gòu)可控的功能化石墨烯的tem圖,tem圖像說(shuō)明,石墨烯結(jié)構(gòu)完整穩(wěn)定,片層清晰。
實(shí)施例4
本實(shí)施例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯2份,
相容劑0.5份,
其中,所述改性石墨烯為還原改性氧化石墨烯。相容劑為硅烷偶聯(lián)劑。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)上述改性石墨烯的制備方法為:將冷凍干燥的改性氧化石墨烯分散在油性有機(jī)相中(所述改性氧化石墨烯處理的步驟與實(shí)施例3中一致),在80℃油浴條件下加入還原劑,還原劑為水合肼,還原劑的添加量為石墨烯質(zhì)量的0.2倍,還原1.0h得到一定還原程度的石墨烯,再冷凍、干燥即可。
(2)將上述方法(1)中制備的改性石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂以及相容劑在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為2wt%,混煉10min得到混合物料,使得改性石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(3)將混合物料投入雙螺桿擠出機(jī)中,經(jīng)過(guò)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺桿溫區(qū)溫度設(shè)定為260度,螺桿轉(zhuǎn)速為20rpm,進(jìn)料速度為15g/min;然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(4)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施中還原改性氧化石墨烯進(jìn)行拉曼光譜分析測(cè)試,結(jié)果如圖4所示,經(jīng)過(guò)還原后d峰明顯降低,2d峰輕度明顯,說(shuō)明在較高的還原程度下還保持高的單層率。
對(duì)比例1
本對(duì)比例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
氧化石墨烯3份。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)將氧化石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為3wt%,混煉10min得到混合物料,使得改性石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(2)將混合物料投入雙螺桿中,經(jīng)過(guò)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺進(jìn)料速度為10g/min,螺桿溫區(qū)為260度,主機(jī)轉(zhuǎn)速為20rpm;然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(3)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施例制備的石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂進(jìn)行機(jī)械性能、抗紫外吸收性能、抗菌性能的表征,測(cè)試結(jié)果表明機(jī)械性能降低了8%,紫外吸收性能提高了40%,抗菌率為25%。
對(duì)比例2
本對(duì)比例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
改性石墨烯5份,
其中,所述改性石墨烯為機(jī)械法物理改性制備得到的石墨烯。
上述石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂的制備方法為:
(1)上述改性石墨烯的制備方法為:將物理法制備得到的石墨烯超聲分散在乙醇或者甲基吡咯烷酮溶劑中,加入高分子改性劑pvdf(偏氟乙烯)處理后,pvdf的量為石墨烯質(zhì)量的1.5倍,離心得到修飾的改性石墨烯,最后將溶劑通過(guò)水溶液置換后冷卻干燥即可。
(2)將上述改性石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為5wt%,混煉15min得到混合物料,使得改性石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(3)將混合物料投入雙螺桿中,經(jīng)過(guò)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺桿溫區(qū)溫度設(shè)定為250度,螺桿轉(zhuǎn)速為35rpm,進(jìn)料速度為20g/min;然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(4)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
對(duì)本實(shí)施例制備的石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂進(jìn)行機(jī)械性能、抗紫外吸收性能、抗菌性能的表征,測(cè)試結(jié)果表明斷裂強(qiáng)度降低了40%,幾乎無(wú)斷裂升長(zhǎng)率,抗紫外性能85%,抗菌率達(dá)到80%。
對(duì)比例3
本對(duì)比例涉及一種石墨烯復(fù)合abs多功能樹脂,其包括如下重量份數(shù)的各組分:
abs樹脂100份,
氧化石墨烯1份,
相容劑1份
其中,所述相容劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。
(1)將氧化石墨烯粉體干燥后與干燥后的abs樹脂在高速混煉機(jī)中進(jìn)行預(yù)混,并加入相容劑,改性石墨烯粉體在abs樹脂中添加量為1wt%,混煉15min得到混合物料,使得石墨烯在abs基體中均勻分散且粘附在一起。
(2)將混合物料進(jìn)行雙螺桿復(fù)合,經(jīng)復(fù)合得到復(fù)合物料,其中,螺桿溫區(qū)溫度設(shè)定為270度,螺桿轉(zhuǎn)速為25rpm,進(jìn)料速度為25g/min,然后將復(fù)合物料進(jìn)入水冷并造粒,造粒好的復(fù)合粒子立即經(jīng)行烘干去水處理。
(3)對(duì)復(fù)合粒子進(jìn)行成型加工。
性能測(cè)試
對(duì)上述實(shí)施例、對(duì)比例制得的石墨烯復(fù)合abs樹脂進(jìn)行力學(xué)性能(gb1040-79)、抗紫外吸收(gb2410-80)、抗菌性能(jisz2801-2000)和導(dǎo)電率(gb1410-78、gb1672-81)的測(cè)試,結(jié)果如表1所示。
表1實(shí)施例1-4與對(duì)比例1-3的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
改性石墨烯復(fù)合abs注塑樣條的實(shí)物圖如圖1所示,當(dāng)加入0.01%的石墨烯后基體顏色基本沒(méi)有變化,加入1%石墨烯以后,基體顏色全為黑色。如圖2所示,在abs中加入0.5%的改性石墨烯,雖然添加不同類型的改性石墨烯但均有很好的抗紫外性能,吸收線非常接近,幾乎重合。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。