本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法技术

本发明专利技术属于纳米复合材料制备技术领域，具体涉及一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法。该法将乙烯、醋酸乙烯酯、石墨烯、引发剂、分子量调节剂，按一定配比进行本体聚合，获得了EVA/石墨烯复合材料。该法工艺流程简单、投资少、生产可连续化、易实施，适合工业化生产，所得的复合材料中石墨烯均匀分散，复合材料的热稳定性、力学、电学性能均显著提升，具有可观的经济价值，为石墨烯改性EVA材料开辟了一条新途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米复合材料制备
，具体涉及一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法。
技术介绍
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA），是一种由乙烯和醋酸乙烯酯（VAc）两种单体共聚而成的高支化度的无规共聚物。EVA是最主要的乙烯衍生共聚物之一，根据共聚物中VAc的含量不同可分为EVA树脂、EVA弹性体及EVA乳液三大类。EVA具有优良的弹性、柔韧性、耐冲击性、填料相容性和热密封性，且具有良好的耐应力开裂性、耐低温性、化学稳定性及无毒等特点，使其广泛地应用于薄膜制品、发泡材料、电线电缆、制鞋、光伏电池封装胶膜以及热熔胶等领域。随着纳米科学技术的飞速发展，许多无机纳米材料被赋予了独特的性能，利用其对聚合物进行改性，可显著改善材料强度、韧性、热稳定性等性能，拓宽材料在各领域的应用。石墨烯是一种力学、电学性能都很优异的无机纳米材料，它在常温下的杨氏模量高达1.0TPa，断裂强度高达130GPa，导热系数高达5300W/m·K，电子迁移率超过1500cm2/V·s，电阻率约为10-8Ω·m，这些特殊的性能使其成为聚合物改性的理想纳米级填充料。研究证明，当石墨烯在聚合物基材中均匀分散后，将可以大幅度提高聚合物基材的力学、电学和热学性能。目前，有关EVA/石墨烯复合材料的制备方法多数采用共混的方法。温鹏等将乙烯-醋酸乙烯共聚物、石墨烯粉、白油、抗氧化剂、硬脂酸锌通过混合，塑化，造粒，脱水，干燥，制备了一种电缆用含石墨烯的聚烯烃高半导电屏蔽料（见公开号为CN103739929A的中国发明专利申请）。邢研等将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的四氢呋喃溶液滴加到氧化石墨烯的四氢呋喃分散液中，混合得到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与氧化石墨烯的复合材料，除去溶剂，加入硫化剂，在双辊上进一步混合均匀，在170℃下模压硫化成型，得到一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/氧化石墨烯复合材料（见公开号CN102532673B的中国专利技术专利申请）。许达将预先分散在氯仿溶液中的石墨烯悬浮液加入到EVA的氯仿溶液中，在机械搅拌和超声的共同作用下，制备得到EVA/石墨烯复合材料（许达.石墨烯及其聚烯烃复合材料的制备与性能研究[D].哈尔滨理工大学硕士学位论文.2012.）。郑玉婴采用纵向氧化切割多壁碳纳米管法制得氧化石墨烯纳米带，利用硅烷偶联剂KH-570对其进行改性得到功能化氧化石墨烯纳米带，以EVA树脂为基体，通过溶液涂覆成膜工艺获得功能化氧化石墨烯纳米带/EVA复合材料薄膜（郑玉婴.功能化氧化石墨烯纳米带/EVA复合材料薄膜的制备及表征[J].材料工程,2015,(43)2,96-102.）。郑玉婴等还将该功能化氧化石墨烯纳米带/EVA复合材料薄膜申请了专利技术专利（见公开号CN104212053A的中国专利技术专利申请）。肖淑娟等将石墨烯的二甲苯溶液加入到EVA的二甲苯溶液中，机械搅拌及超声震荡，得到EVA/石墨烯复合材料（肖淑娟,于守武,谭小耀.EVA/石墨烯复合材料的制备及性能研究[J].化学世界,2015,8,501-505.）。一般而言，采用溶液共混法，在制备工艺过程中需要用到大量的溶剂，环境污染较严重，且工艺能耗高，反应过程长，收率较低，几乎无法实现工业化；采用熔融共混法，石墨烯难以达到纳米尺度的分散。而胡圣飞将EVA、石墨以及其他助剂经双螺杆挤出切粒，得到EVA/石墨小粒子，然后利用爆破剥离法制备树脂/石墨烯导电塑料发泡母料，再经双螺杆挤出脱泡得到树脂/石墨烯导电塑料母料（见公开号为CN104592620A的中国专利技术专利申请），但目前爆破理论还未成熟，在制备过程中可能会因爆破技术控制不合理而造成一些危害。迄今为止，未见采用本体原位聚合法制备EVA/石墨烯复合材料的报道，综上可见，利用石墨烯原位改性EVA材料可为EVA/石墨烯复合材料开辟了一条新的路径。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足与缺陷，提供一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法。本专利技术通过原位聚合方式可使石墨烯在EVA基底材料中分散均匀，保持其纳米特性，从而获得性能优异的EVA/石墨烯复合材料。为了实现上述目的，本专利技术的解决方案是：一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法，具体步骤为：（1）将乙烯、醋酸乙烯酯、石墨烯、引发剂及分子量调节剂，按配比经压缩机加入聚合釜中，于200~220℃和150~180MPa压力下进行聚合反应；（2）反应结束后，聚合物经分离、挤出、切粒、干燥得EVA/石墨烯复合材料。所述原料配方为：乙烯60~95份，醋酸乙烯酯5~40份，石墨烯0.01~10份，引发剂0.01~0.5份，分子量调节剂0.01~0.1份。所述EVA/石墨烯复合材料中醋酸乙烯酯重量百分含量为15~30%。所述石墨烯为氧化石墨烯、石墨烯、功能化石墨烯。所述功能化石墨烯，优选，能够在溶剂中分散良好的功能化石墨烯，具体为接枝极性基团如羟基、羧基、氨基、磺酸基、巯基、氟基团、氯基团、溴基团；进一步优选接枝含碳碳双键修饰物。所述引发剂为有机过氧化物；所述有机过氧化物为特丁基异丙苯基过氧化物、二异丙苯基过氧化物、1,4-双叔丁基过氧异丙基苯、2,5-二甲基-2,5-双（过氧化叔丁基）己烷、2,5-二甲基-2,5-双（过氧化叔丁基）己炔中的一种或多种。所述分子量调节剂为硫醇及其衍生物，优选，C5~C14的伯、仲、叔硫醇、硫醇酯、硫醇醚中的一种或多种。目前，采用本体原位聚合法制备EVA/石墨烯复合材料未见报道，因此本专利为石墨烯改性EVA材料开辟了一条新的路径。且采用该法制备的复合材料具有以下特点及有益效果：（1）在EVA聚合过程中添加石墨烯，可以利用单体粘度较小的特点，能充分增强材料之间的混合度，从而制备出性能均一的复合材料，同时，在石墨烯参与的情况下进行原位聚合，基体可以和石墨烯形成良好的界面，增加二者界面的连接性能，进而提高复合材料的整体性能，并制备得到性能优异的复合材料；（2）该方法具有工艺流程简单、投资少、环境友好、生产可连续化等优点，具备工业化生产的可能性。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本
技术实现思路
不仅仅局限于下面的实施例。实施例1根据以下配方进行本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料：乙烯为60份，醋酸乙烯酯40份，石墨烯粉体0.1份，特丁基异丙苯基过氧化物0.1份，正十二烷基硫醇0.05份，按重量分数来称取。将乙烯、醋酸乙烯酯、石墨烯粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法，具体步骤为：（1）将乙烯、醋酸乙烯酯、石墨烯、引发剂及分子量调节剂，按配比经压缩机加入聚合釜中，于200~220℃和150~180MPa压力下进行聚合反应；（2）反应结束后，聚合物经分离、挤出、切粒、干燥得EVA/石墨烯复合材料；所述原料配方为乙烯60~95份，醋酸乙烯酯5~40份，石墨烯0.01~10份，引发剂0.01~0.5份，分子量调节剂0.01~0.1份。

【技术特征摘要】
1.一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法，具体步骤为：（1）将乙烯、醋酸
乙烯酯、石墨烯、引发剂及分子量调节剂，按配比经压缩机加入聚合釜中，于200~220℃和
150~180MPa压力下进行聚合反应；（2）反应结束后，聚合物经分离、挤出、切粒、干燥得EVA/
石墨烯复合材料；
所述原料配方为乙烯60~95份，醋酸乙烯酯5~40份，石墨烯0.01~10份，引发剂0.01~0.5
份，分子量调节剂0.01~0.1份。
2.如权利要求1所述的一种本体原位聚合制备EVA/石墨烯复合材料的方法，其特征在
于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立平，洪江彬，林丽萍，
申请(专利权)人：厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35