The invention relates to the field of polymer composite materials, in particular to a graphene-based antioxidant, a preparation method and application thereof. The present invention provides a preparation method of graphene-based antioxidant. The preparation method is as follows: firstly, carboxyl-activated graphene oxide is obtained from graphene oxide under the action of solvent and carboxyl activator, then the antioxidant is grafted onto the carboxyl-activated graphene oxide, and finally, the graphene-based antioxidant is obtained by filtration, washing and drying. The polyolefin-based composite material obtained by adding the graphene-based antioxidant to the polyolefin matrix has the characteristics of long oxidation induction period, high initial degradation temperature and solvent extraction resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基抗氧剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子复合材料领域，具体涉及一种石墨烯基抗氧剂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚烯烃材料在加工成型和使用过程中常常会受到光、氧、热的影响，发生老化和降解，影响使用效果和使用寿命。因此，在聚烯烃材料加工生产时常加入稳定化助剂，延缓其老化，增加其热氧、光氧稳定性。稳定化助剂主要分为光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂三大类，其中最有效、工业上应用最广的方法是在聚烯烃材料中加入抗氧剂。其中，主抗氧剂可以终止氧化过程中自由基链的传递与增长，辅抗氧剂可以延缓高分子材料氧化降解过程中自由基的产生，二者一般均为小分子助剂。小分子抗氧剂虽然简单有效、种类众多、成本较低，但是也有效果单一、热稳定性低、易迁移、易挥发、不耐溶剂抽提的缺点。针对小分子抗氧剂存在的这些问题，目前主要有以下几种解决途径：一、增大小分子抗氧剂的分子量：主要是增大抗氧剂本身分子量；二、借助物理吸附或者化学接枝在基体和抗氧剂之间建立强相互作用；增大分子量只能在一定程度上解决小分子抗氧剂的挥发迁移问题；而现有物理吸附和化学接枝抗氧剂的专利技术大多只能起到锚定抗氧剂、限制其迁...
【技术保护点】
1.一种石墨烯基抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将氧化石墨烯在溶剂和羧基活化剂的作用下得到羧基活化的氧化石墨烯，然后将抗氧剂接枝到所得羧基活化的氧化石墨烯上，最后经过滤、洗涤和干燥处理得石墨烯基抗氧剂。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：先将氧化石墨烯在溶剂和羧基活化剂的作用下得到羧基活化的氧化石墨烯，然后将抗氧剂接枝到所得羧基活化的氧化石墨烯上，最后经过滤、洗涤和干燥处理得石墨烯基抗氧剂。2.根据权利要求1所述的石墨烯基抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯在溶剂和羧基活化剂的作用下得到羧基活化的氧化石墨烯的方法为：将氧化石墨烯在溶剂中分散均匀，然后加入羧基活化剂于50～80℃搅拌反应12～36h，得到羧基活化的氧化石墨烯；其中，氧化石墨烯与溶剂的固液比(mg/ml)为0.2～6：1，氧化石墨烯与羧基活化剂的固液比(g/ml)为1：120～1：50，所述反应在惰性气体氛围下进行。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯基抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、四氢呋喃或三氯甲烷；进一步，所述羧基活化剂为氯化亚砜、三氯化磷、五氯化磷、草酰氯或三氯氧磷；进一步，所述石墨烯基抗氧剂中的抗氧剂为多酚类受阻酚抗氧剂；优选的，所述抗氧剂选自4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4-羟甲基-2，6-二叔丁基苯酚、1,1'-硫代双(2-萘酚)或2,2'-双(对-羟基苯基)丙烷、2,2'-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、4,4'-亚丁基-双(6-叔丁基-间甲酚)、2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基酚)、2,2'-亚甲基双[4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚]、2,2'-硫代双[4-甲基-6-(α-甲基苄基)苯酚]、4,4'-亚甲基双(6-叔丁基邻甲苯酚)、4,4'-硫代双-2-甲基-6-叔丁基苯酚、1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、2,5-二-叔丁基-对苯二酚、三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯、3,9-双[1,1-二甲基-2-[(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷中的一种；更优选为4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)。4.根据权利要求1～3任一项所述的石墨烯基抗氧剂的制备方法，其特征在于，所述将抗氧剂接枝到所得羧基活化的氧化石墨烯上的方法为：羧基活化的氧化石墨烯和抗氧剂在催化剂和缚酸剂的作用下，于惰性气体氛围下在50～85℃反应36～96h得到抗氧剂接枝的活化氧化石墨烯；其中，羧基活化的氧化石墨烯和抗氧剂的质量比为1：14～1：2；进一步，所述催化剂为吡啶、三乙胺、三亚乙基二胺、二甲基苄胺、N,N'-二环己基碳酰亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺或4-二甲氨基吡啶；进一步，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶或N,N-二甲基甲酰胺；更进一步，所述羧基活化的氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄亚江，要嘉璐，孔米秋，杨其，李光宪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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