一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术使用球磨法，将石墨粉、钼酸铵和PVC树脂共同球磨，可以在机械剥离石墨烯的同时，将石墨烯包覆在PVC树脂表面，实现石墨烯在PVC树脂中均匀分散，同时钼酸铵均匀分散在PVC树脂中。本发明专利技术添加少量的石墨烯/钼酸铵，即可显著提高PVC树脂的热稳定性。本发明专利技术提供的制备方法将石墨烯和钼酸铵二者配合起来，协同作用，形成石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，充分发挥了二维材料在热学和物理屏障等方面的作用，同时钼酸铵的添加抑制了PVC树脂热分解的作用。PVC树脂热分解的作用。PVC树脂热分解的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氯乙烯(PVC)树脂是一种热塑性材料，因其具有高强度、耐腐蚀、成本低和易加工等特点，被广泛应用于包装、军事和建筑等行业。但是PVC树脂热稳定性差，当加工温度高于120℃时，其分子内存在结构缺陷，会使PVC树脂发生降解，导致其性能变差，严重抑制了PVC树脂的应用。
[0003]为了提高PVC树脂的热稳定性，研究人员目前常用的方法，是在PVC树脂加工过程中加入稳定剂，例如金属皂类、铅盐类和有机锡化合物类热稳定剂，但是其成本高，并且对人体还有毒性。
[0004]中国专利CN114957882A公开了一种含有高分子量热稳定剂的PVC组合物及其制备方法和应用。其公开的PVC组合物包括PVC树脂，官能团含NH2、NMe2或NEt2的高分子量热稳定剂，无机填料，加工助剂，抗冲改性剂，光稳定剂，润滑剂和钛白粉组分，最终得到了具有一定热稳定性的PVC树脂材料，但是热稳定性能仍然不是十分理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料及其制备方法和应用，本专利技术提供的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料热稳定性好。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，由包括以下质量份的原料制成：
[0008]PVC树脂70～120份，石墨粉0.1～3份，增塑剂30～60份和钼酸铵0.001～0.5份。
[0009]优选的，所述增塑剂包括苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基)己酯中的一种或几种。
[0010]优选的，所述石墨粉的粒径为325～8000目。
[0011]本专利技术还提供了上述方案所述石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将PVC树脂、石墨粉和钼酸铵乙醇水溶液混合后依次进行球磨和干燥，得到石墨烯/钼酸铵
‑
PVC混合粉末；
[0013]所述球磨所用的球磨珠包括小球磨球、中球磨球和大球磨球；所述小球磨球的粒径为1～4mm，所述中球磨球的粒径为4.1～9.0mm，所述大球磨球的粒径为9.1～15.0mm；所述小球磨球和中球磨球的质量比为1～10:5～20；所述中球磨球和大球磨球的质量比为5～
20:15～40；
[0014](2)将所述石墨烯/钼酸铵
‑
PVC混合粉末和增塑剂混合后依次进行塑化和热压成型，得到石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料。
[0015]优选的，所述钼酸铵乙醇水溶液包括钼酸铵、无水乙醇和水；所述钼酸铵与水的质量比为0.01～0.5:10～50，所述钼酸铵与水的总质量和无水乙醇的质量比为10～50:40～90。
[0016]优选的，所述球磨的转速为400～1600r/min，球磨时间为12～48h；所述PVC树脂、石墨粉和钼酸铵乙醇水溶液的总质量与球磨珠的质量比为96～128:40～80。
[0017]优选的，所述干燥的温度为40～80℃，保温时间为10～24h。
[0018]优选的，所述塑化的温度为120～160℃，保温时间为6～14min。
[0019]优选的，所述热压成型的温度为120～160℃，压力为1～4MPa，保温时间为2～10min。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料或上述方案所述制备方法得到的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料在热学和物理屏障中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，由包括以下质量份的原料制成：PVC树脂70～120份，石墨粉0.1～3份，增塑剂30～60份和钼酸铵0.001～0.5份。本专利技术提供的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料中，石墨烯与钼酸铵均匀地分布在PVC树脂中，石墨烯和钼酸铵二者协同作用，使得石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料具有热稳定性优异的特点，其T
10
在253℃以上，T
50
在307℃以上。
[0022]本专利技术还提供了上述方案所述石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料的制备方法。本专利技术使用球磨法，将石墨粉、钼酸铵和PVC树脂共同球磨，可以在机械剥离石墨烯的同时，将石墨烯包覆在PVC树脂表面，实现石墨烯在PVC树脂中均匀分散，同时钼酸铵均匀分散在PVC树脂中。本专利技术添加少量的石墨烯/钼酸铵，即可显著提高PVC树脂的热稳定性。本专利技术提供的制备方法将石墨烯和钼酸铵二者配合起来，协同作用，形成石墨烯/钼酸铵协同改性复合材料，充分发挥了二维材料在热学和物理屏障等方面的作用，同时钼酸铵的添加抑制了PVC树脂热分解的作用。本专利技术提供的制备方法步骤简单，绿色无污染，具有工业化生产的前景。
[0023]本专利技术还提供了上述方案所述石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料或上述方案所述制备方法得到的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料在热学和物理屏障中的应用。本专利技术将石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料用于热学和物理屏障方面，具有热稳定性好、使用寿命长和成本低等优势。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术对比例1制备的石墨烯/PVC混合粉末刻蚀后得到的石墨烯的SEM图；
[0026]图2为本专利技术对比例1制备的石墨烯/PVC复合材料、实施例1～2制备的石墨烯/钼
酸铵协同增强PVC复合材料和未改性PVC的TGA图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，由包括以下质量份的原料制成：
[0028]PVC树脂70～120份，石墨粉0.1～3份，增塑剂30～60份和钼酸铵0.001～0.5份。
[0029]本专利技术提供的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料包括PVC树脂70～120份，优选为80～110份，更优选为90～100份。
[0030]本专利技术提供的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料包括石墨粉0.1～3份，优选为0.5～2.5份，更优选为1.0～2.0份；所述石墨粉的粒径优选为325～8000目，更优选为500～5000目，进一步优选为1000～2000目。
[0031]本专利技术提供的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，由包括以下质量份的原料制成：PVC树脂70～120份，石墨粉0.1～3份，增塑剂30～60份和钼酸铵0.001～0.5份。2.根据权利要求1所述的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，其特征在于，所述增塑剂包括苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯和邻苯二甲酸二(2
‑
乙基)己酯中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料，其特征在于，所述石墨粉的粒径为325～8000目。4.权利要求1～3任一项所述石墨烯/钼酸铵协同改性PVC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将PVC树脂、石墨粉和钼酸铵乙醇水溶液混合后依次进行球磨和干燥，得到石墨烯/钼酸铵
‑
PVC混合粉末；所述球磨所用的球磨珠包括小球磨球、中球磨球和大球磨球；所述小球磨球的粒径为1～4mm，所述中球磨球的粒径为4.1～9.0mm，所述大球磨球的粒径为9.1～15.0mm；所述小球磨球和中球磨球的质量比为1～10:5～20；所述中球磨球和大球磨球的质量比为5～20:15～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国华，李进云，赵立平，洪江彬，黄卫明，方崇卿，
申请(专利权)人：厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：