一种改性石墨烯母粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子材料化学技术领域，具体涉及一种改性石墨烯母粒及其制备方法。包括以下质量份组分：改性石墨烯25‑32份、导电石墨17‑18份、纳米硅9‑15份、树脂11‑15份、硬脂酸钙7‑8份、三氧化二铝粉末14‑15份、壳聚糖8‑12份、固化促进剂12‑13份、抗菌剂3‑6份、分散剂1‑3份、防霉杀菌剂0.05‑1.5份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。该方法制备得到的改性石墨烯母粒具有稳定性好，且导电性能优良等优点。

A Modified Graphene Masterbatch and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种改性石墨烯母粒及其制备方法
本专利技术属于高分子材料化学
，具体涉及一种改性石墨烯母粒及其制备方法。
技术介绍
母料是20世纪80年代发展站起来的一种塑料加工助剂，它是由超量的化学助剂、载体树脂和分散剂等所组成。母粒是把超常量的颜料(染料)均匀载附于树脂中而得到的聚集体。母粒是指在塑料加工成型过程中，为了操作上的方便，将所需要的各种助剂、填料与少量载体树脂先进行混合混炼，经过挤出机等设备计量、混合、熔融、挤出、切粒等加工过程制得的颗粒料，称为母粒。母粒由载体树脂、各种填料和各种助剂组成的。母粒中助剂的限度或填料的含量比实际塑料制品中的需要量要高数倍至十几倍。在成型加工过程中，必须根据母粒中有关组分的含量和实际制品中需要加入的量，调节母粒与基体树脂的配比。母粒通常可以分为普通填充母粒(简称填充母粒)和功能性母粒，如色母粒、防雾滴母粒等。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。申请号为201710442564的中国专利公开了一种具有抗静电性的石墨烯母粒及其制备方法和应用。该专利技术有效的增强的了石墨烯的抗静电性能，但是该专利技术的石墨烯母粒稳定性差，且导电性能还有待提高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种改性石墨烯母粒及其制备方法，该方法制备得到的改性石墨烯母粒具有稳定性好，且导电性能优良等优点。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种改性石墨烯母粒，包括以下质量份组分：改性石墨烯25-32份、导电石墨17-18份、纳米硅9-15份、树脂11-15份、硬脂酸钙7-8份、三氧化二铝粉末14-15份、壳聚糖8-12份、固化促进剂12-13份、抗菌剂3-6份、分散剂1-3份、防霉杀菌剂0.05-1.5份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。作为本专利技术的优选方案，所述改性石墨烯母粒，包括以下质量份组分：改性石墨烯29份、导电石墨17份、纳米硅13份、树脂12份、硬脂酸钙7份、三氧化二铝粉末14份、壳聚糖9份、固化促进剂12份、抗菌剂6份、分散剂2份、防霉杀菌剂1份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。作为本专利技术的优选方案，所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳米粉末的粒径为100-500nm。作为本专利技术的优选方案，所述纳米硅的粒径小于5nm。一种改性石墨烯母粒的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将三氧化二铝粉末和甲壳素混合均匀并超声处理，超声处理后研磨处理30-60min，得到混合物A；第三步，将混合物A、改性石墨烯、导电石墨、纳米硅、树脂和硬脂酸钙混合均匀并加入分散机，分散处理3-4小时，加入固化促进剂、抗菌剂、分散剂和防霉杀菌剂；继续分散处理1-1.5小时，后经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，得到改性石墨烯母粒。作为本专利技术的优选方案，将三氧化二铝粉末和甲壳素混合均匀并超声处理，超声处理后研磨处理40min，得到混合物A。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术的改性石墨烯通过接枝酰胺基团后，利用利用其较大的空间位阻大幅降低石墨烯大分子之间的范德华力，能够显著的提高石墨烯的稳定性和导电性能；（2）壳聚糖是阳离子型天然聚合物，将导电石墨、纳米硅和三氧化二铝形成致密的络合物，增强了稳定性能。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1一种改性石墨烯母粒，包括以下质量份组分：改性石墨烯25份、导电石墨17份、纳米硅9份、树脂11份、硬脂酸钙7份、三氧化二铝粉末14份、壳聚糖8份、固化促进剂12份、抗菌剂3份、分散剂1份、防霉杀菌剂0.05份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团；所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳米粉末的粒径为100nm；所述纳米硅的粒径小于5nm。一种改性石墨烯母粒的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将三氧化二铝粉末和甲壳素混合均匀并超声处理，超声处理后研磨处理30min，得到混合物A；第三步，将混合物A、改性石墨烯、导电石墨、纳米硅、树脂和硬脂酸钙混合均匀并加入分散机，分散处理3小时，加入固化促进剂、抗菌剂、分散剂和防霉杀菌剂；继续分散处理1小时，后经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，得到改性石墨烯母粒。实施例2一种改性石墨烯母粒，包括以下质量份组分：改性石墨烯32份、导电石墨18份、纳米硅15份、树脂15份、硬脂酸钙8份、三氧化二铝粉末15份、壳聚糖12份、固化促进剂13份、抗菌剂6份、分散剂3份、防霉杀菌剂1.5份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团；所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳米粉末的粒径为500nm；所述纳米硅的粒径小于5nm。一种改性石墨烯母粒的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将三氧化二铝粉末和甲壳素混合均匀并超声处理，超声处理后研磨处理60min，得到混合物A；第三步，将混合物A、改性石墨烯、导电石墨、纳米硅、树脂和硬脂酸钙混合均匀并加入分散机，分散处理4小时，加入固化促进剂、抗菌剂、分散剂和防霉杀菌剂；继续分散处理1.5小时，后经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，得到改性石墨烯母粒。实施例3一种改性石墨烯母粒，包括以下质量份组分：改性石墨烯29份、导电石墨17份、纳米硅13份、树脂12份、硬脂酸钙7份、三氧化二铝粉末14份、壳聚糖9份、固化促进剂12份、抗菌剂6份、分散剂2份、防霉杀菌剂1份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团；所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳米粉末的粒径为300nm；所述纳米硅的粒径小于5nm。一种改性石墨烯母粒的制备方法，包括以下步骤：第一步，称取原料；第二步，将三氧化二铝粉末和甲壳素混合均匀并超声处理，超声处理后研磨处理40min，得到混合物A；第三步，将混合物A、改性石墨烯、导电石墨、纳米硅、树脂和硬脂酸钙混合均匀并加入分散机，分散处理3.5小时，加入固化促进剂、抗菌剂、分散剂和防霉杀菌剂；继续分散处理1.2小时，后经过双螺旋杆挤出机挤出造粒，得到改性石墨烯母粒。对比例1同实施例3，区别在于石墨烯为非改性石墨烯。一种石墨烯母粒，包括以下质量份组分：石墨烯29份、导电石墨17份、纳米硅13份、树脂12份、硬脂酸钙7份、三氧化二铝粉末14份、壳聚糖9份、固化促进剂12份、抗菌剂6份、分散剂2份、防霉杀菌剂1份；其中，；所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳米粉末的粒径为300nm；所述纳米硅的粒径小于5nm。一种石墨烯母粒的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性石墨烯母粒，其特征在于，包括以下质量份组分：改性石墨烯25‑32份、导电石墨17‑18份、纳米硅9‑15份、树脂11‑15份、硬脂酸钙7‑8份、三氧化二铝粉末14‑15份、壳聚糖8‑12份、固化促进剂12‑13份、抗菌剂3‑6份、分散剂1‑3份、防霉杀菌剂0.05‑1.5份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯母粒，其特征在于，包括以下质量份组分：改性石墨烯25-32份、导电石墨17-18份、纳米硅9-15份、树脂11-15份、硬脂酸钙7-8份、三氧化二铝粉末14-15份、壳聚糖8-12份、固化促进剂12-13份、抗菌剂3-6份、分散剂1-3份、防霉杀菌剂0.05-1.5份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。2.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯母粒，其特征在于，包括以下质量份组分：改性石墨烯29份、导电石墨17份、纳米硅13份、树脂12份、硬脂酸钙7份、三氧化二铝粉末14份、壳聚糖9份、固化促进剂12份、抗菌剂6份、分散剂2份、防霉杀菌剂1份；其中，所述改性石墨烯的表面接枝有酰胺基团。3.根据权利要求1所述的一种改性石墨烯母粒，其特征在于，所述三氧化二铝粉末为纳米粉末，所述纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙侠，张堂俊，丁利忠，
申请(专利权)人：浙江金彩新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33