一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯30‑40、苯乙烯190‑210、碳化包覆填料7‑10、烯基琥珀酸酐16‑20、二苯基硅二醇3‑4、辛基异噻唑啉酮1‑2、过氧化二苯甲酰0.8‑1，通过本发明专利技术的方法得到的材料，可以有效的降低填料团聚，提高成品材料的力学稳定性强度。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料及其制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯的结构式属线型结构，但分子链碳原子上有连续间隔的庞大苯基基团，这种结构决定了聚苯乙烯的特殊性能，质地刚硬，抗冲击强度较低;无规构型的聚苯乙烯光泽好、透光率大、着色性好。软化温度为80℃，在80℃以下它是硬如玻璃的固体，在80℃以上则变成较软的物体，有类似橡胶的性质，应避免高温下使用，成型性能好，在使用温度范围内，成品收缩变形性小，尺寸稳定;耐水性好，化学稳定性随温度的升高而降低;对一定浓度的无机酸、有机酸、盐类溶液及碱类、醇类、植物油类等都有较好的抵抗性，在日光下长期放置会逐渐变黄，失透并发生裂纹现象。接触油类、防虫药剂常出现开裂、变色和发粘溶化现象，在光、氧、热的作用下易老化、发黄。易溶于氯仿、二氯甲烷、甲苯、醋丁酯等有机溶剂中，保管中切忌与上述溶剂接触；然而，由于聚苯乙烯因有脆性大、软化温度低、易产生龟裂等缺点，严重影响了它的使用，因此，对聚苯乙烯的强度改性一直是研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯30-40、苯乙烯190-210、碳化包覆填料7-10、烯基琥珀酸酐16-20、二苯基硅二醇3-4、辛基异噻唑啉酮1-2、过氧化二苯甲酰0.8-1。所述的碳化包覆填料是由下述重量份的原料组成的：甲基纤维素40-50、钛酸四丁酯26-30、十二烷基三甲基氯化铵0.5-1、三羟甲基丙烷2-3、葡萄糖3-5。所述的碳化包覆填料的制备方法，包括以下步骤：（1）取甲基纤维素、葡萄糖混合，加入到混合料重量30-40倍的去离子水中，在50-55℃下保温搅拌1-2小时，得纤维水分散液；（2）取钛酸四丁酯，加入到上述纤维水分散液中，加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌反应4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，送入到烧结炉中，在800-900℃下煅烧100-130分钟，出料冷却，得改性填料；（3）取上述改性填料，加入到其重量5-7倍的无水乙醇中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为60-70℃，超声30-40分钟，蒸馏除去乙醇，即得所述碳化包覆填料。一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量10-18倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；（2）取氧化石墨烯，与上述碳化包覆填料混合，加入到混合料重量16-19倍的去离子水中，搅拌均匀，加入二苯基硅二醇，超声2-3分钟，得石墨烯分散液；（3）取苯乙烯、烯基琥珀酸酐混合，加入到上述石墨烯分散液中，搅拌均匀，升高温度为90-95℃，保温搅拌1-2小时，送入到反应釜中，加入上述引发剂溶液，调节反应釜温度为60-65℃，保温搅拌4-6小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性聚合物；（4）取上述石墨烯改性聚合物，与辛基异噻唑啉酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，成型，即得所述石墨烯掺杂聚苯乙烯材料。本专利技术的优点：本专利技术以甲基纤维素、葡萄糖为碳化前驱体，先分散在水溶液中，然后以钛酸四丁酯为溶剂前驱体，通过在该水溶液中水解，再经过碳化包覆，得到碳化包覆填料，再将该包覆填料与氧化石墨烯共混分散，参与到烯基琥珀酸酐与醇的高温反应中，并在反应中引入苯乙烯单体，最后在引发剂作用下聚合，得到复合填料改性的聚苯乙烯；通过本专利技术的方法得到的材料，可以有效的降低填料团聚，提高成品材料的力学稳定性强度。具体实施方式实施例1一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯30、苯乙烯190、碳化包覆填料7、烯基琥珀酸酐16、二苯基硅二醇3、辛基异噻唑啉酮1、过氧化二苯甲酰0.8。所述的碳化包覆填料是由下述重量份的原料组成的：甲基纤维素40、钛酸四丁酯26、十二烷基三甲基氯化铵0.5、三羟甲基丙烷2、葡萄糖3。所述的碳化包覆填料的制备方法，包括以下步骤：（1）取甲基纤维素、葡萄糖混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，在50℃下保温搅拌1小时，得纤维水分散液；（2）取钛酸四丁酯，加入到上述纤维水分散液中，加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌反应4小时，抽滤，将滤饼水洗，送入到烧结炉中，在800℃下煅烧100分钟，出料冷却，得改性填料；（3）取上述改性填料，加入到其重量5倍的无水乙醇中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为60℃，超声30分钟，蒸馏除去乙醇，即得所述碳化包覆填料。一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；（2）取氧化石墨烯，与上述碳化包覆填料混合，加入到混合料重量16倍的去离子水中，搅拌均匀，加入二苯基硅二醇，超声2分钟，得石墨烯分散液；（3）取苯乙烯、烯基琥珀酸酐混合，加入到上述石墨烯分散液中，搅拌均匀，升高温度为90℃，保温搅拌1小时，送入到反应釜中，加入上述引发剂溶液，调节反应釜温度为60℃，保温搅拌4小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性聚合物；（4）取上述石墨烯改性聚合物，与辛基异噻唑啉酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，成型，即得所述石墨烯掺杂聚苯乙烯材料。实施例2一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯40、苯乙烯210、碳化包覆填料10、烯基琥珀酸酐20、二苯基硅二醇4、辛基异噻唑啉酮2、过氧化二苯甲酰1。所述的碳化包覆填料是由下述重量份的原料组成的：甲基纤维素50、钛酸四丁酯30、十二烷基三甲基氯化铵1、三羟甲基丙烷3、葡萄糖5。所述的碳化包覆填料的制备方法，包括以下步骤：（1）取甲基纤维素、葡萄糖混合，加入到混合料重量40倍的去离子水中，在55℃下保温搅拌2小时，得纤维水分散液；（2）取钛酸四丁酯，加入到上述纤维水分散液中，加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌反应5小时，抽滤，将滤饼水洗，送入到烧结炉中，在00℃下煅烧130分钟，出料冷却，得改性填料；（3）取上述改性填料，加入到其重量7倍的无水乙醇中，加入三羟甲基丙烷，升高温度为70℃，超声40分钟，蒸馏除去乙醇，即得所述碳化包覆填料。一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取过氧化二苯甲酰，加入到其重量18倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；（2）取氧化石墨烯，与上述碳化包覆填料混合，加入到混合料重量19倍的去离子水中，搅拌均匀，加入二苯基硅二醇，超声3分钟，得石墨烯分散液；（3）取苯乙烯、烯基琥珀酸酐混合，加入到上述石墨烯分散液中，搅拌均匀，升高温度为95℃，保温搅拌2小时，送入到反应釜中，加入上述引发剂溶液，调节反应釜温度为65℃，保温搅拌6小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得石墨烯改性聚合物；（4）取上述石墨烯改性聚合物，与辛基异噻唑啉酮混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，成型，即得所述石墨烯掺杂聚苯乙烯材料。性能测试：本专利技术实施例1的石墨烯掺杂聚苯乙烯材料力学性能测试：弯曲强度：781Kg/CM2，压缩强度974Kg/CM2；本专利技术实施例2的石墨烯掺杂聚苯乙烯材料力学性能测试：弯曲强度：822Kg/CM2，压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯30‑40、苯乙烯190‑210、碳化包覆填料7‑10、烯基琥珀酸酐16‑20、二苯基硅二醇3‑4、辛基异噻唑啉酮1‑2、过氧化二苯甲酰0.8‑1。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯30-40、苯乙烯190-210、碳化包覆填料7-10、烯基琥珀酸酐16-20、二苯基硅二醇3-4、辛基异噻唑啉酮1-2、过氧化二苯甲酰0.8-1。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，其特征在于，所述的碳化包覆填料是由下述重量份的原料组成的：甲基纤维素40-50、钛酸四丁酯26-30、十二烷基三甲基氯化铵0.5-1、三羟甲基丙烷2-3、葡萄糖3-5。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯掺杂聚苯乙烯材料，其特征在于，所述的碳化包覆填料的制备方法，包括以下步骤：（1）取甲基纤维素、葡萄糖混合，加入到混合料重量30-40倍的去离子水中，在50-55℃下保温搅拌1-2小时，得纤维水分散液；（2）取钛酸四丁酯，加入到上述纤维水分散液中，加入十二烷基三甲基氯化铵，搅拌反应4-5小时，抽滤，将滤饼水洗，送入到烧结炉中，在800-900℃下煅烧100-130分钟，出料冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：朱莲华，
类型：发明
国别省市：浙江,33