本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯是氯乙烯單體在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。pvc為無(wú)定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對(duì)密度1.4左右，玻璃化溫度77～90℃，170℃左右開始分解，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。工業(yè)生產(chǎn)的pvc分子量一般在5萬(wàn)～11萬(wàn)范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無(wú)固定熔點(diǎn)，80～85℃開始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～180℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60mpa左右，沖擊強(qiáng)度5～10kj/m2；有優(yōu)異的介電性能。pvc曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。然后為了提高聚氯乙烯的力學(xué)性能，往往在其中加入多種無(wú)機(jī)添加劑，然后無(wú)機(jī)添加劑與聚合物的相容性差，容易造成團(tuán)聚，降低成品的穩(wěn)定性強(qiáng)度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)取13-20重量份的石墨烯，加入到其重量30-40倍的混酸溶液中，升高溫度為50-60℃，超聲1-2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，與0.7-1重量份的辛基異噻唑啉酮混合，攪拌均勻，常溫干燥，得氧化石墨烯；
(2)取2-4重量份的硬脂酸鋁，加入到其重量6-9倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入上述氧化石墨烯，在65-70℃下保溫2-3小時(shí)，蒸餾，除去四氫呋喃，與1-2重量份的硬脂酸混合，攪拌至常溫，得羧基化石墨烯；
(3)取辛基苯基環(huán)四硅氧烷、蓖麻油酸混合，加入到混合料重量3-4倍的n-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，升高溫度為50-60℃，加入硬脂酸鋇，保溫?cái)嚢?0-20分鐘，得有機(jī)硅氧烷分散液；
(4)取聚氯乙烯，加入到其重量1.7-2倍的碳酸二甲酯中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，升高溫度為130-140℃，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，出料，與上述三乙醇胺硼酸酯混合，攪拌至常溫，得改性聚氯乙烯分散液；
(5)取1-2重量份的三乙胺，加入到其重量3-5倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻，與上述改性聚氯乙烯分散液，超聲10-15分鐘，蒸餾除去乙醇，得胺化有機(jī)聚氯乙烯；
(6)取上述羧基化石墨烯、胺化有機(jī)聚氯乙烯混合，加入到有機(jī)硅氧烷分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，在86-90℃保溫?cái)嚢?0-50分鐘，出料，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空100-105℃下干燥1-2小時(shí)，冷卻至常溫，得酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯；
(7)取上述酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯，與120-130重量份的聚氯乙烯、2-3重量份的三聚氰胺混合，送入到擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，即得所述石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明將石墨烯通過(guò)在混酸溶液中氧化處理，然后通過(guò)硬脂酸鋁有機(jī)化、硬脂酸酸化，得到羧基化石墨烯，然后將辛基苯基環(huán)四硅氧烷在吡咯烷酮中分散，同時(shí)引入蓖麻油酸，得到酸性的有機(jī)硅氧烷分散液，然后再將聚氯乙烯通過(guò)三乙醇胺硼酸酯改性處理，增強(qiáng)了塑性和耐候性能，再通過(guò)三乙胺的醇溶液胺化，最后將胺化的聚氯乙烯與羧基化石墨烯混合，在酸性的有機(jī)硅氧烷分散液中交聯(lián)反應(yīng)，得到酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯，進(jìn)一步熔融，得到成品材料；
本發(fā)明將石墨烯與聚氯乙烯分別有機(jī)化處理后再交聯(lián)，增強(qiáng)了石墨烯在聚合物間的分散性，提高了成品材料的穩(wěn)定性強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)取20重量份的石墨烯，加入到其重量40倍的混酸溶液中，升高溫度為60℃，超聲2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，與1重量份的辛基異噻唑啉酮混合，攪拌均勻，常溫干燥，得氧化石墨烯；
(2)取4重量份的硬脂酸鋁，加入到其重量9倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入上述氧化石墨烯，在70℃下保溫3小時(shí)，蒸餾，除去四氫呋喃，與2重量份的硬脂酸混合，攪拌至常溫，得羧基化石墨烯；
(3)取辛基苯基環(huán)四硅氧烷、蓖麻油酸混合，加入到混合料重量4倍的n-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，升高溫度為60℃，加入硬脂酸鋇，保溫?cái)嚢?0分鐘，得有機(jī)硅氧烷分散液；
(4)取聚氯乙烯，加入到其重量2倍的碳酸二甲酯中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，升高溫度為140℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，出料，與上述三乙醇胺硼酸酯混合，攪拌至常溫，得改性聚氯乙烯分散液；
(5)取2重量份的三乙胺，加入到其重量5倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻，與上述改性聚氯乙烯分散液，超聲15分鐘，蒸餾除去乙醇，得胺化有機(jī)聚氯乙烯；
(6)取上述羧基化石墨烯、胺化有機(jī)聚氯乙烯混合，加入到有機(jī)硅氧烷分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，在90℃保溫?cái)嚢?0分鐘，出料，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空105℃下干燥2小時(shí)，冷卻至常溫，得酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯；
(7)取上述酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯，與130重量份的聚氯乙烯、3重量份的三聚氰胺混合，送入到擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，即得所述石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料。
實(shí)施例2
(1)取13重量份的石墨烯，加入到其重量30倍的混酸溶液中，升高溫度為50℃，超聲1-2小時(shí)，過(guò)濾，將沉淀水洗，與0.7重量份的辛基異噻唑啉酮混合，攪拌均勻，常溫干燥，得氧化石墨烯；
(2)取2重量份的硬脂酸鋁，加入到其重量6倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入上述氧化石墨烯，在65℃下保溫2小時(shí)，蒸餾，除去四氫呋喃，與1重量份的硬脂酸混合，攪拌至常溫，得羧基化石墨烯；
(3)取辛基苯基環(huán)四硅氧烷、蓖麻油酸混合，加入到混合料重量3倍的n-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，升高溫度為50℃，加入硬脂酸鋇，保溫?cái)嚢?0分鐘，得有機(jī)硅氧烷分散液；
(4)取聚氯乙烯，加入到其重量1.7倍的碳酸二甲酯中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，升高溫度為130℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，出料，與上述三乙醇胺硼酸酯混合，攪拌至常溫，得改性聚氯乙烯分散液；
(5)取1重量份的三乙胺，加入到其重量3倍的無(wú)水乙醇中，攪拌均勻，與上述改性聚氯乙烯分散液，超聲10分鐘，蒸餾除去乙醇，得胺化有機(jī)聚氯乙烯；
(6)取上述羧基化石墨烯、胺化有機(jī)聚氯乙烯混合，加入到有機(jī)硅氧烷分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，在86℃保溫?cái)嚢?0分鐘，出料，過(guò)濾，將沉淀水洗，真空100℃下干燥1小時(shí)，冷卻至常溫，得酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯；
(7)取上述酰胺有機(jī)化石墨烯交聯(lián)聚氯乙烯，與120重量份的聚氯乙烯、2重量份的三聚氰胺混合，送入到擠出機(jī)中，熔融擠出，冷卻，即得所述石墨烯改性聚氯乙烯復(fù)合材料。
性能測(cè)試：
本發(fā)明的聚氯乙烯復(fù)合材料：
硬度(邵a)為91-93、拉伸強(qiáng)度為27.3-28.4mpa、斷裂伸長(zhǎng)率為330.5-340.4％、缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)為9-11；
傳統(tǒng)聚氯乙烯：
硬度(邵a)為70-74、拉伸強(qiáng)度為15-20mpa、斷裂伸長(zhǎng)率為230-273％、缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2)為6-7。