一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法，该母粒的原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，氧化石墨烯0.1％～9％，改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。本发明专利技术还提供了该纤维的制备方法，包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性氧化石墨烯浆料；步骤3，制备改性氧化石墨烯粉体；步骤4，制备丙烯/改性氧化石墨烯混合材料；步骤5，通过聚合反应，得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒。本发明专利技术提供的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法，制备的复合母粒具有抗菌、远红外、抗紫外特点，且原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒中石墨烯分散均匀，不易脱落，功能性具有持久性。

A modified graphene polypropylene masterbatch by in situ polymerization and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法
本专利技术涉及一种石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法，具体地，涉及一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料，氧化石墨烯在石墨烯的表层具有羧基，环氧基，羟基等含有基团修饰。由于氧化石墨烯制备工艺较简单，原材料成本低廉，同时在实际操作时氧化石墨烯与石墨烯相比更不易团聚，因此可广泛应用于大规模工业生产中。聚丙烯母粒是一种成本低，性能好，用途极为广泛的化学母粒，但传统聚丙烯母粒并不具备功能性，随着社会发展，传统聚丙烯已不能满足人们对功能性纺织品的需求，而石墨烯聚丙烯母粒具有良好的抗菌性、远红外、抗紫外等功能，且原味聚合石墨烯聚丙烯功能性为永久性的，不会随着洗涤次数增加功能性减弱情况，扩展了传统聚丙烯的应用范围，提高产品附加值，很好的满足了人们对健康、环保的功能性纺织品的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法，制备具有抗菌、防螨、抗紫外、远红外等功能的改性石墨烯聚丙烯母粒，提升聚丙烯附加值，扩展聚丙烯母粒的使用范围。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其中所述的母粒，其原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，氧化石墨烯0.1％～9％，改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其中，所述的改性剂包含聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、脱氧胆酸钠、氨基硅氧烷、十八胺、硅烷偶联剂中的任意一种或多种。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其中，所述的催化剂包含茂金属催化剂或Z-N催化剂中的任意一种。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其中，所述的氧化石墨烯是采用机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种方法制备的氧化石墨烯。本专利技术还提供了上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性氧化石墨烯浆料；步骤3，制备改性氧化石墨烯粉体；步骤4，制备丙烯/改性氧化石墨烯混合材料；步骤5，通过聚合反应，得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的步骤2中，将氧化石墨烯粉体及改性剂加入到去离子水中，搅拌0.5～1h，将温度升至50～80℃后，超声分散处理10～20min，制备改性氧化石墨烯浆料。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的改性氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯的浓度为1～5mg/ml。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的步骤3中，将所得的改性氧化石墨烯浆料冷冻干燥，得到改性氧化石墨烯粉体，再将所得的粉体送入容器中密闭，抽真空，然后充氮气保护待用。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的步骤4中，取制备好的改性氧化石墨烯粉体，按比例加入粉末状的丙烯单体，搅拌均匀。上述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其中，所述的步骤5中，将混合的丙烯/改性氧化石墨烯材料放入聚合釜中，并将催化剂加入，加热至50～60℃，搅拌10～20min，再将温度升至70～90℃，聚合反应3～5h，出料切粒烘干，得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒。本专利技术提供的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法具有以下优点：本配方的氧化石墨烯先制备改性氧化石墨烯粉体，再与丙烯料复合共聚，制备石墨烯聚丙烯母粒。该原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒中石墨烯分散均匀，不易脱落，功能性具有持久性。本专利技术的原位聚合石墨烯聚丙烯母粒具有抗菌、防螨、远红外、抗紫外等性能优良，其中大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌抑菌率达到99.9％，抑螨率大于90％，远红外温升达到0.88，UPF大于100，功能性良好。本方法制备的原位聚合石墨烯聚丙烯母粒，工艺简单易操作，成本低廉，经济效益高，适合大规模工业化生产。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。本专利技术提供的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，该母粒原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，氧化石墨烯0.1％～9％，改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。优选地，改性剂包含聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮(PVP)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、脱氧胆酸钠、氨基硅氧烷、十八胺、硅烷偶联剂等中的任意一种或多种。催化剂包含茂金属催化剂或Z-N催化剂等中的任意一种。氧化石墨烯是采用机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等中的任意一种方法制备的氧化石墨烯。本专利技术还提供了该原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料；步骤2，制备改性氧化石墨烯浆料；步骤3，制备改性氧化石墨烯粉体；步骤4，制备丙烯/改性氧化石墨烯混合材料；步骤5，通过聚合反应，得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒。优选地，步骤2中将氧化石墨烯粉体及改性剂加入到去离子水中，搅拌0.5～1h，将温度升至50～80℃后，超声分散处理10～20min，制备改性氧化石墨烯浆料。改性氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯的浓度为1～5mg/ml。步骤3中将所得的改性氧化石墨烯浆料冷冻干燥，得到改性氧化石墨烯粉体，再将所得的粉体送入容器中密闭，抽真空，然后充氮气保护待用。步骤4中取制备好的改性氧化石墨烯粉体，按比例加入粉末状的丙烯单体，搅拌均匀。步骤5中将混合的丙烯/改性氧化石墨烯材料放入聚合釜中，并将催化剂加入，加热至50～60℃，搅拌10～20min，再将温度升至70～90℃，聚合反应3～5h，出料切粒烘干，得到原位聚合石墨烯聚丙烯母粒。下面结合实施例对本专利技术提供的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒及其制备方法做更进一步描述。实施例1一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，该母粒原料按质量百分比计包含：丙烯单体95％，氧化石墨烯0.1％，改性剂3.9％，催化剂1％。优选地，改性剂包含聚乙烯醇或羟丙基纤维素。催化剂包含茂金属催化剂。氧化石墨烯是采用机械剥离法制备的氧化石墨烯。本实施例还提供了该原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，该方法包含：步骤1，按比例称取各原料。步骤2，制备改性氧化石墨烯浆料。将氧化石墨烯粉体及改性剂加入到去离子水中，搅拌0.5～1h，将温度升至50～80℃后，超声分散处理10～20min，制备改性氧化石墨烯浆料。改性氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯的浓度为1mg/ml。步骤3，制备改性氧化石墨烯粉体。将所得的改性氧化石墨烯浆料冷冻干燥，得到改性氧化石墨烯粉体，再将所得的粉体送入容器中密闭，抽真空，然后充氮气保护待用。步骤4，制备丙烯/改性氧化石墨烯混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其特征在于，所述的母粒，其原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，氧化石墨烯0.1％～9％，改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其特征在于，所述的母粒，其原料按质量百分比计包含：丙烯单体90％～95％，氧化石墨烯0.1％～9％，改性剂0.1％～5％，催化剂0.1％～1％。


2.如权利要求1所述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其特征在于，所述的改性剂包含聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、脱氧胆酸钠、氨基硅氧烷、十八胺、硅烷偶联剂中的任意一种或多种。


3.如权利要求1所述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其特征在于，所述的催化剂包含茂金属催化剂或Z-N催化剂中的任意一种。


4.如权利要求1所述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒，其特征在于，所述的氧化石墨烯是采用机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种方法制备的氧化石墨烯。


5.一种如权利要求1～4中任意一项所述的原位聚合改性石墨烯聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：
步骤1，按比例称取各原料；
步骤2，制备改性氧化石墨烯浆料；
步骤3，制备改性氧化石墨烯粉体；
步骤4，制备丙烯/改性氧化石墨烯混合材料；
步骤5，通过聚合反应，得到原位聚合石墨烯聚丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，任国峰，
申请(专利权)人：任国峰，
类型：发明
国别省市：河北;13