石墨烯增強導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導電塑料及其制備方法，所述石墨烯增強導電塑料由如下重量份數的原料制備：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、硅烷偶聯劑、抗氧劑、甲苯。本發(fā)明制備的石墨烯增強導電塑料，充分發(fā)揮了石墨烯材料的優(yōu)異性能，具有良好的導電性，同時機械力學性能良好，且耐酸堿腐蝕性能好，使用安全，具有良好的應用價值。
【專利說明】
石墨烯増強導電塑料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及導電材料領域，具體涉及石墨烯增強導電塑料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電子產業(yè)的迅速發(fā)展，人們對塑料制備的靜電消除、電磁屏蔽的性能越來越 關注。導電塑料一般可以分為結構型導電塑料和復合型導電塑料。結構型導電塑料是高聚 物本身或經化學摻雜改性之后具有導電性的材料，其成本低，但是性能穩(wěn)定性不高，工藝尚 不成熟。復合型導電塑料是指經過物理改性后（如填充炭黑等物質）具有導電性的塑料，其 工藝成熟、性能穩(wěn)定、成本較低、方法簡單的優(yōu)點，然而這一類導電塑料的機械強度和耐化 學腐蝕性能均有待進一步提高。
[0003] 石墨烯是一種二維納米材料，僅由一個原子層厚的單層石墨片構成。由于其獨特 的二維片層結構及極高的機械強度，出色的導電和導熱性使其在聚合物材料領域具有非常 廣泛的應用前景，可獲得性能增強的聚合物材料。然而由于納米尺寸使得石墨烯之間產生 強大的范德華力而極易團聚，故而石墨烯在聚合物中的分散性不佳，導致制備的聚合物材 料的性能不穩(wěn)定，影響使用;其次由于石墨烯化學穩(wěn)定性，其與其他物質之間的界面結合力 差，增強效果無法完全的發(fā)揮。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供石墨烯增強導電塑料及其制備方法，以解決上述現有技術 問題的至少一種。
[0005] 為了實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的 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，所述的石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的原料制備: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導電塑料的制備方法，制備步驟為： (1)將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌20-30min，之后進行加 熱回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合10-20min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料。
[0010] 優(yōu)選的，所述雙螺桿擠出機的各部分的溫度設置為：230°C、242°C、250 °C、265°C、 270°C，螺桿轉速為180rpm。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明制備的石墨烯增強導電塑料，充分發(fā)揮了石墨烯材料的優(yōu)異性能，具有良好的 導電性，其表面低于大于IO8 Ω，同時機械力學性能良好，其拉伸強度為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，具有良好的應用價值。
【具體實施方式】
[0012] 以下通過【具體實施方式】的描述對本發(fā)明作進一步說明，但這并非是對本發(fā)明的限 制，本領域技術人員根據本發(fā)明的基本思想，可以做出各種修改或改進，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。
[0013] 實施例1 石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的原料制備：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] 上述石墨烯增強導電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌20min，之后進行加熱 回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合IOmin; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料，其所述雙螺桿擠出機的各部分的溫度設置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉速為180rpm。
[0015] 實施例2 石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的原料制備: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] 上述石墨烯增強導電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌30min，之后進行加熱 回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合20min; (3)將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料，其所述雙螺桿擠出機的各部分的溫度設置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉速為180rpm。
[0017] 實施例3 石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的原料制備: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] 上述石墨烯增強導電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌25min，之后進行加熱 回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合15min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料，其所述雙螺桿擠出機的各部分的溫度設置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉速為180rpm。
[0019] 實施例4 石墨烯增強導電塑料，由如下重量份數的原料制備: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] 上述石墨烯增強導電塑料的制備方法，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌28min，之后進行加熱 回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合16min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料，其所述雙螺桿擠出機的各部分的溫度設置為:230°C、242°C、250°C、265 °C、270 °C， 螺桿轉速為180rpm。
[0022] 性能測試 對上述實施例制備的石墨烯增強導電塑料進行如下性能測試：
由上表可知，本發(fā)明制備的石墨烯增強導電塑料，具有良好的導電性，其表面低于大于 IO8 Ω，同時機械力學性能良好，其拉伸強度為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，具有良好的應用價值。
【主權項】
1. 石墨烯增強導電塑料，其特征在于，由如下重量份數的原料制備：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. 根據權利要求1所述的石墨烯增強導電塑料，其特征在于，由如下重量份數的原料制 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. 根據權利要求1所述的石墨烯增強導電塑料，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為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. 根據權利要求1所述的石墨烯增強導電塑料，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. 根據權利要求1所述的石墨烯增強導電塑料的制備方法，其特征在于，制備步驟為： (1) 將石墨烯、硼纖維、液體石蠟、硅烷偶聯劑和甲苯室溫下攪拌20-30min，之后進行加 熱回流，得到膏狀產物； (2) 將余下原料和上述膏狀產物在高速混合機中混合10-20min; (3) 將步驟(2)得到的混合料投入到雙螺桿擠出機，擠出造粒，干燥即得石墨烯增強導 電塑料。6. 根據權利要求1所述的石墨烯增強導電塑料的制備方法，其特征在于，所述雙螺桿擠 出機的各部分的溫度設置為:230°C、242°C、250°C、265°C、270°C，螺桿轉速為180rpm。
【文檔編號】C08K5/098GK105860377SQ201610373063
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】蔡小連
【申請人】蘇州市奎克力電子科技有限公司