一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺。添加聚乙烯亚胺、单宁酸对氧化石墨烯进行改性，添加硅藻土对氧化石墨烯进行复合，增加了改性氧化石墨烯的比表面积，使其可以接枝更多的铜离子，同时在石墨烯增强助剂中添加聚磷酸铵，聚磷酸铵与铜离子协同作用，提高了石墨烯增强助剂的阻燃效果。将按照本发明专利技术提供的方法制备得到的一种塑料加工用石墨烯增强助剂添加至高分子材料中，可以在提高高分子材料阻燃性能的同时，提升其力学性能，使得所制备的产品在工业上的运用更加广泛，性能更优异。性能更优异。

【技术实现步骤摘要】
一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺


[0001]本专利技术涉及塑料助剂
，具体为一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺。

技术介绍

[0002]高分子材料种类繁多，功能多样，可以使用各种助剂如抗氧剂、阻燃剂、固化剂、热稳定剂、分散剂、偶联剂、光稳定剂、防霉剂、发泡剂、抗静电剂、着色剂、增白剂改性，从而增强其使用性能。随着高分子材料市场不断壮大，高分子助剂的需求也越来越多。
[0003]但是一些助剂如阻燃剂与高分子材料的相容性不佳，使得改性后的高分子材料力学性能发生下降，同时，助剂的分散性不佳，也会影响高分子材料的使用性能。
[0004]为了解决上述问题，提高高分子材料的使用性能，本专利技术提供了一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种塑料加工用石墨烯增强助剂及其加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种塑料加工用石墨烯增强助剂的加工工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤一：取石墨烯
‑
硅藻土复合物、去离子水，在45
‑
50℃下超声分散30
‑
40min，加入氨水，继续搅拌30
‑
40min，加入醋酸铜，在25
‑
30℃下搅拌8
‑
10h，过滤，洗涤，干燥，得到负载铜离子的改性石墨烯；
[0009]步骤二：取负载铜离子的改性石墨烯、聚磷酸铵、去离子水，在40
‑
50℃下搅拌2
‑
4h，过滤，洗涤，干燥，得到一种石墨烯增强助剂。
[0010]较为优化地，步骤一中，石墨烯
‑
硅藻土复合物的制备方法为：取硅藻土、氢氧化钠、去离子水，搅拌均匀，在50
‑
60℃下反应40
‑
50min，洗涤，干燥，得到处理后的硅藻土，取处理后的硅藻土，加入改性氧化石墨烯、去离子水，超声分散1.5
‑
2.5h，得到石墨烯
‑
硅藻土复合物。
[0011]较为优化地，所述处理后的硅藻土、改性氧化石墨烯的质量比为(12
‑
15)：1。
[0012]较为优化地，所述改性氧化石墨烯的制备方法为：取去离子水、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，调节pH值，加入聚乙烯亚胺、单宁酸，混合均匀，得到聚乙烯亚胺
‑
单宁酸混合溶液，加入氧化石墨烯，在25
‑
27℃下搅拌5.5
‑
6.5h，过滤，洗涤，在55
‑
65℃下干燥10
‑
14h，得到改性氧化石墨烯。
[0013]较为优化地，所述聚乙烯亚胺、单宁酸的质量比为(1.2
‑
1.5)：1。
[0014]较为优化地，调节pH值至8
‑
9后，加入聚乙烯亚胺、单宁酸，混合均匀，得到聚乙烯亚胺
‑
单宁酸混合溶液。
[0015]较为优化地，所述氧化石墨烯的制备方法为：取浓硫酸溶液，加入石墨，在0
‑
2℃下
搅拌均匀，加入高锰酸钾，在8
‑
12℃下反应50
‑
60min，升温至30
‑
40min℃搅拌40
‑
80min，升温至75
‑
80℃，加入去离子水，搅拌15
‑
20min，加入双氧水，超声1
‑
2h，离心，洗涤，在55
‑
60℃下干燥，研磨，得到氧化石墨烯。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0017](1)本专利技术使用聚乙烯亚胺以及单宁酸对氧化石墨先进行改性，并且控制聚乙烯亚胺、单宁酸的质量比为(1.2
‑
1.5)：1，提高聚乙烯亚胺的添加量，使得有足够的氨基可以与硅藻土上的羟基发生反应，提高石墨烯
‑
硅藻土复合物上硅藻土的接枝率。硅藻土的复合提高了石墨烯的比表面积，使其可以螯合更多的金属离子。
[0018]同时，聚乙烯亚胺的添加，提高了硅藻土与石墨烯之间的界面附着力，使得石墨烯
‑
硅藻土复合物分散均匀，不易团聚，提高了塑料产品的力学性能。
[0019](2)本专利技术添加了单宁酸，单宁酸中的邻苯酚基团能够与铜离子络合，使其可以负载在石墨烯
‑
硅藻土复合物上。同时在石墨烯增强助剂中添加了聚磷酸铵，聚磷酸铵与铜离子协同作用，加强了塑料产品的阻燃性能。
具体实施方式
[0020]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]步骤一：氧化石墨烯的制备：
[0023]取25mL质量浓度为98％的硫酸溶液，加入1g石墨，在1℃下搅拌均匀，加入6g高锰酸钾，在10℃下反应55min，升温至35min℃搅拌60min，升温至77℃，加入80mL去离子水，搅拌17min，加入10mL双氧水，超声1.5h，离心，洗涤至洗液pH值为5.5，在57℃下干燥，研磨，得到氧化石墨烯。
[0024]步骤二：改性氧化石墨烯的制备：
[0025]取800mL去离子水、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，调节pH值为8.5，加入6.5g聚乙烯亚胺、5g单宁酸，混合均匀，得到聚乙烯亚胺
‑
单宁酸混合溶液，加入0.5g氧化石墨烯，在26℃下搅拌6h，过滤，洗涤，在60℃下干燥12h，得到改性氧化石墨烯。
[0026]控制聚乙烯亚胺、单宁酸的质量比为1.3：1。
[0027]步骤三：石墨烯
‑
硅藻土复合物的制备：
[0028]取3g硅藻土、3g氢氧化钠、15mL去离子水，搅拌均匀，在55℃下反应45min，洗涤，干燥，得到处理后的硅藻土，取2.6g处理后的硅藻土，加入0.2g改性氧化石墨烯、100mL去离子水，超声分散2h，得到石墨烯
‑
硅藻土复合物。
[0029]控制处理后的硅藻土、改性氧化石墨烯的质量比为13：1。
[0030]步骤四：负载铜离子的改性石墨烯的制备：
[0031]取0.2g石墨烯
‑
硅藻土复合物、300mL去离子水，在47℃下超声分散35min，加入氨水，调节pH值为7.2，继续搅拌35min，加入3g醋酸铜，在27℃下搅拌9h，过滤，洗涤，干燥，得到负载铜离子的改性石墨烯。
[0032]步骤五：石墨烯增强助剂的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塑料加工用石墨烯增强助剂的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：取石墨烯
‑
硅藻土复合物、去离子水，在45
‑
50℃下超声分散30
‑
40min，加入氨水，继续搅拌30
‑
40min，加入醋酸铜，在25
‑
30℃下搅拌8
‑
10h，过滤，洗涤，干燥，得到负载铜离子的改性石墨烯；步骤二：取负载铜离子的改性石墨烯、聚磷酸铵、去离子水，在40
‑
50℃下搅拌2
‑
4h，过滤，洗涤，干燥，得到一种石墨烯增强助剂。2.根据权利要求1所述的一种塑料加工用石墨烯增强助剂的加工工艺，其特征在于：步骤一中，石墨烯
‑
硅藻土复合物的制备方法为：取硅藻土、氢氧化钠、去离子水，搅拌均匀，在50
‑
60℃下反应40
‑
50min，洗涤，干燥，得到处理后的硅藻土，取处理后的硅藻土，加入改性氧化石墨烯、去离子水，超声分散1.5
‑
2.5h，得到石墨烯
‑
硅藻土复合物。3.根据权利要求2所述的一种塑料加工用石墨烯增强助剂的加工工艺，其特征在于：所述处理后的硅藻土、改性氧化石墨烯的质量比为(12
‑
15)：1。4.根据权利要求2所述的一种塑料加工用石墨烯增强助剂的加工工艺，其特征在于：所述改性氧化石墨烯的制备方法为：取去离子水、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷，搅拌均匀，调节pH值，加入聚乙烯亚胺、单...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆建，施伟，严军，管敏，
申请(专利权)人：科迈特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：