本发明专利技术公开了基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂及制备方法，属于高分子材料技术领域。其组成成分及重量分数配比为：聚苯并咪唑3~15份，氧化石墨烯0.5~2份，固体钙锌复合稳定剂75~95份。本发明专利技术还公开了一种基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂的制备方法。相比传统复合稳定剂，此种新型复合稳定剂由于添加了聚苯并咪唑和氧化石墨烯而表现出更加优良的稳定性。
Novel composite stabilizer based on polyphenylene oxide modified graphene oxide and preparation method thereof
The invention discloses a novel composite stabilizer based on a modified graphene oxide and a preparation method thereof, belonging to the technical field of polymer materials. The proportion of its components and weight fraction is: 3~15 parts, 0.5~2 parts, solid calcium zinc composite stabilizer 75~95 parts. The invention also discloses a preparation method of a novel composite stabilizer based on the polyphenyl modified graphene oxide. Compared with the traditional composite stabilizers, the new composite stabilizer exhibits better stability due to the addition of poly (imidazole) and graphene oxide.
【技术实现步骤摘要】
基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂及制备方法
本专利技术涉及基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂及其制备方法，属于高分子材料
技术介绍
聚苯并咪唑（PBI）在高温条件下仍具有优异的机械性能和介电常数，为此受到了广泛关注。PBI树脂更是一种良好的工程材料，具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性、自熄性、自润滑性等，燃烧时仅产生少量毒气，该树脂处于400℃以上时，仍具有较好的电学、力学、耐水解、耐辐射和阻燃耐烧蚀等特性，可作为耐400℃以上高温复合材料或薄膜材料最为理想的基体树脂之一。因此，聚苯并咪唑具有非常优异的热性能。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的氧化物，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。氧化石墨烯薄片是石墨粉经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米，因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，其结构边缘含有丰富的-OH和-COOH等亲水性基团，在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布，两性离子能大大提高质子交换膜的质子电导率。石墨烯自问世以来，受到了广泛关注，改性之后的石墨烯更是被频繁使用在各类材料中。目前，工业生产中常见的复合稳定剂包括：液体钡锌复合物和液体钙锌稳定剂。液休钙锌稳定剂一般都选用较易溶于有机溶剂的碳数较少的脂脂肪钙盐和锌盐，液体钡镉和液体钡镉锌复合核定剂这类复合稳定剂主要用于软质PVC制品的加工中。当钙锌稳定剂复合时，首先，锌皂在取代烯炳基氯的同时，伴有双键转移。使得多烯结构被破坏，抑制了变色。然而氯化锌会沉淀在PVC中，对脱HCL有催化作用，使PVC不稳定，甚至黑化引起架桥作用。钙皂再通过复分解反应把锌皂与PVC中的稳定氯原子作用后生产的氯化锌再生成锌皂，从而一方面活化了锌皂，从而一方面活化锌皂，另一方面又抑制了氯化锌的破坏作用。大量的有机化合物能极大的改善制品的初期着色，故也常用于稳定剂中以弥补钙锌稳定剂的前期着色的不足。多元醇类也被用于PVC钙锌稳定剂中。多元醇的作用是通过螯合金属氯化物来抑制劣化，此外多元醇还可以在金属盐的催化作用下置换丙基烯，对改善钙锌稳定剂的初期着色相也有较好的效果，但严重的压析性影响了多元醇应用，同时在绝缘要求高的PVC制品中多元醇的应用受到限制。酸吸收剂可以作为PVC的辅助稳定剂使用。人们推测他们能够在降解反应点形成络合物并使反应点活性降低，同时还能够捕捉具有催化作用的活动的HCL能避免脱HCL的反应继续进行。环氧化物业常与钙锌稳定剂并有，起到一定的协同效应。PVC的加工温度较高，国内现有的稳定剂在使用过程中存在较为明显的缺陷。因此，制备一种更稳定的新型复合稳定剂是很有必要的。本专利技术基于传统复合稳定剂的缺点，采用聚苯并咪唑改性氧化石墨烯添加到复合稳定剂中，以此提高传统固体复合稳定剂的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂制备方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，其组成成分及重量分数配比为：聚苯并咪唑聚合物3~15份，优选3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15份；聚苯并咪唑聚合物具有较好的热稳定性。氧化石墨烯0.5~2份，优选0.5、1、1.5、2份；添加石墨烯可以改善固体钙锌复合稳定剂的热稳定性和导电性能。固体钙锌复合稳定剂75~99份，优选75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、9596、97、98、99份。基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂的制备方法，按照下述步骤进行：（1）按配比取一定量的氧化石墨烯，在N2氛围下，加热至50℃溶解在四氢呋喃中。（2）在装有机械搅拌器的100mL圆底烧瓶中依次加入一定量的五氧化二磷和多聚磷酸，在110℃下搅拌直至固体完全溶解。冷却至室温，在N2氛围下加入一定量的3,3’-二氨基联苯二胺，升温至80℃搅拌至3,3’-二氨基联苯二胺完全溶解。再次冷却至室温，将2,2-双（4-羟基苯基）六氟丙烷加入到反应瓶中，采取逐步升温的方式，在80℃下反应1h，90℃下反应1h，100℃下反应4h，140℃℃下反应12h，170℃℃下反应12h，得到棕色粘稠液体。冷却后将该粘稠溶液在去离子水中沉淀，得到棕色丝状聚合物。用去离子水反复冲洗聚合物至中性，然后干燥得到聚苯并咪唑聚合物。（3）将聚苯并咪唑聚合物在N2下溶解在步骤（1）的溶液体系中，完全溶解后，用去离子水反复冲洗聚合物至中性，然后干燥得到产物。（4）按照配比，取步骤（3）中产物粉碎后，与固体钙锌复合稳定剂混合均匀。上述的固体聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂的制备方法，所述制备方法中按配比加入聚苯并咪唑聚合物、氧化石墨烯，可以增加50℃搅拌溶解0.5~2小时的步骤。一种PVC制品，该PVC制品制备过程中加入了上述的固体聚苯并咪唑改性氧化石墨烯新型复合稳定剂，加入量为：0.5~5wt%，优选0.5~3wt%，更优选0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0wt%。有益效果：采用聚苯并咪唑，可以改善复合稳定剂的导热性能，提高热稳定性；采用氧化石墨烯，可以提高复合稳定剂的稳定性与导电性。相比传统复合稳定剂，在高温加工温度下，具有更好的稳定性，对改善钙锌稳定剂的初期着色相也有较好的效果。采用聚苯并咪唑改性氧化石墨烯添加到稳定剂中，是本专利的创新之处。同时，制得的新型复合稳定剂结合了聚苯并咪唑和氧化石墨烯的优点，从根本上提高了稳定剂的稳定性。本稳定剂添加量较低，加工成本得以控制。具体实施方式实施例1：配方：聚苯并咪唑聚合物3份，氧化石墨烯0.5份，固体钙锌复合稳定剂96.5份；（1）按配比取一定量的氧化石墨烯，在N2氛围下，加热至50℃溶解在四氢呋喃中。（2）在装有机械搅拌器的100mL圆底烧瓶中依次加入一定量的五氧化二磷和多聚磷酸，在110℃下搅拌直至固体完全溶解。冷却至室温，在N2氛围下加入一定量的3,3’-二氨基联苯二胺，升温至80℃搅拌至3,3’-二氨基联苯二胺完全溶解。再次冷却至室温，将2,2-双（4-羟基苯基）六氟丙烷加入到反应瓶中，采取逐步升温的方式，在80℃下反应1h，90℃下反应1h，100℃下反应4h，140℃℃下反应12h，1,70℃℃下反应12h，得到棕色粘稠液体。冷却后将该粘稠溶液在去离子水中沉淀，得到棕色丝状聚合物。用去离子水反复冲洗聚合物至中性，然后干燥得到聚苯并咪唑聚合物。（3）将聚苯并咪唑聚合物在N2下溶解在步骤（1）的溶液体系中，完全溶解后，用去离子水反复冲洗聚合物至中性，然后干燥得到产物。（4）按照配比，取步骤（3）中产物与传统固体钙锌复合稳定剂混合均匀。将PVC树脂、本实施例制备的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，加入量为0.5wt%，及其他助剂高速混合后，在双螺杆挤出机中熔融共混挤出，挤出机螺杆温度范围本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，其特征在于其组分及质量百分比如下：聚苯并咪唑聚合物 3~15份氧化石墨烯 0.5~2份固体钙锌复合稳定剂 75~99份。
【技术特征摘要】
1.基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂，其特征在于其组分及质量百分比如下：聚苯并咪唑聚合物3~15份氧化石墨烯0.5~2份固体钙锌复合稳定剂75~99份。2.一种如1所述的基于聚苯并咪唑改性氧化石墨烯的新型复合稳定剂制备方法，其特征在于，具有如下步骤：（1）按配比取一定量的氧化石墨烯，在N2氛围下，加热至50℃溶解在四氢呋喃中；（2）在装有机械搅拌器的100mL圆底烧瓶中依次加入一定量的五氧化二磷和多聚磷酸，在110℃下搅拌直至固体完全溶解；冷却至室温，在N2氛围下加入一定量的3,3’-二氨基联苯二胺，升温至80℃搅拌至3,3’-二氨基联苯二胺完全溶解；再次冷却至室温，将2,2-双（4-羟基苯基）六氟丙烷加入到反应瓶中，采取逐步升温的方式，在80℃下反应1h，90℃下反应1h，100℃下反应4h，140℃℃下反应12h，1,70℃℃下反应12h，得到棕色粘稠液...
【专利技术属性】
技术研发人员：严一丰，严晴，
申请(专利权)人：深圳市志海实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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