一种石墨烯-聚氯乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯-聚氯乙烯复合材料及其制备方法，具有如下步骤：将石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、保温、冷却，即得到该复合材料。该复合材料生产制造方便，具有极高比表面积，热、化学稳定性和机械性能，可广泛适用于建筑、包装、化工等行业，可作为现有复合材料的一种新型升级换代产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热塑性树脂的改性工艺，尤其是石墨烯与聚氯乙烯复合的材料及其制备方法。
技术介绍
目前，广泛使用的PVC材料即聚氯乙烯，它具有较好的轻质、隔热、保湿防潮、耐蚀等性能，是世界上产量最大，并且也是被广泛应用的一种合成材料。但是，它对光和热的稳定性差，在100°c以上或经长时间阳光曝晒，就会自动催化分解产生氯化氢，氯气和其他有毒气体，引起变色，物理机械性能也迅速下降，化学稳定性也会随使用温度的升高而降低。所以其应用范围受到了局限，使用温度一般在-15°C 55°C之间。随着近代复合材料的不断发展，人们根据不同的用途，制备出了许多聚氯乙烯基复合材料，如塑木复合材料，植物纤维-聚氯乙烯等。然而，近年来随着人们对环境保护意识的增强和对用材需求的提高，原 料来源广泛，环境良好，可再生、可循环利用的高性能复合材料越来越受到人们的重视。塑木复合材料能广泛地用做建筑模板，装饰材料，管材等，具有均质，不易产生裂纹等优点，但存在一些明显不足如重量重，不阻燃等；植物纤维-聚氯乙烯复合材料用到大量的木材原料，增加了森林环境的负担，成本高，纤维与树脂基体之间相容性较差，且材料间的粘合剂常含有甲醛，造成了环境污染，也对人体健康产生影响。这些存在的问题和不足，影响了聚氯乙烯复合材料的普及应用和性能提升。石墨烯(graphene)作为一种新兴的优质材料,在2004年被曼彻斯特大学AndreGeim教授(2010年诺贝尔物理学奖得主)领导的研究小组最先发现。由于其具有优异光、电、热及力学等性能，并有极高的稳定性，在多个领域都有极其广泛的应用。基于其优异的机械性能、极高的热、化学稳定性，极高的比表面积(2630m2/g)，可用于复合材料、太阳能电池等方面的开发和研究。目前，已能够实现石墨烯克、千克或吨级产量的生产。
技术实现思路
针对以上所述缺陷，本专利技术提出将石墨烯与聚氯乙烯复合，克服现有聚氯乙烯基复合材料存在的光和热稳定性差、重量重、阻燃性能低等问题，提高了复合材料的综合力学性能。为达到以上目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是将石墨烯粉和聚氯乙烯粉末在球磨机中按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、冷却，即得到该复合材料。采用以上技术方案后，本专利技术的有益效果是(1)生产制造方便，在传统的塑料生产工艺基础上即可生产、加工，生产过程中机械化程度较高，所需劳动力较少，降低了生产成本；(2)具有极高比表面积，热、化学稳定性和机械性能，弥补了单一聚氯乙烯或其他聚氯乙烯基复合材料性能参差不齐，结合效果不佳的缺点，提高了聚氯乙烯基复合材料的力学及其他性能；(3)用途广泛，适用于建筑、包装、化工等行业，可作为现有复合材料的一种新型升级换代产品。具体实施例方式本专利技术，具有如下步骤将石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、保温、冷却，即得到该复合材料。本专利技术所述石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末的比例分别为O. I 2 wt%和98 99. 9wt%。所述研磨时间为6-36小时。所述加热温度为150-300°C，所述保温时间为1_6小时。将O. I 2 wt%石墨烯粉末与98 99. 9 wt%聚氯乙烯粉末在混合机中配制混合,球磨24小时，然后加热至150°C-300°C，维持1-6小时，冷却后即可得到石墨烯-聚氯乙烯复合材料。 下面列举几个实施例 实施例I: 将Ig石墨烯粉末与IOOOg聚氯乙烯粉末在球磨机中配制并混合，研磨24小时，加热至150°C，维持I小时并冷却。至此，即得到石墨烯-聚氯乙烯复合材料。实施例2 将IOg石墨烯粉末与IOOOg聚氯乙烯粉末在球磨机中配制并混合研磨24小时，加热至200°C，维持3小时并冷却。至此，即得到石墨烯-聚氯乙烯复合材料。实施例3: 将20g石墨烯粉末与IOOOg聚氯乙烯粉末在球磨机中配制并混合研磨24小时，加热至300°C，维持6小时并冷却。至此，即得到石墨烯-聚氯乙烯复合材料。权利要求1.，其特征是具有如下步骤将石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、保温、冷却，即得到该复合材料。2.根据权利要求I所述的，其特征是所述石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末的比例分别为O. I 2 wt%和98 99. 9 wt%。3.根据权利要求I所述的，其特征是所述研磨时间为6-36小时。4.根据权利要求I所述的，其特征是所述加热温度为150-300°C。5.根据权利要求I所述的，其特征是所述保温时间为1-6小时。全文摘要本专利技术涉及，具有如下步骤将石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、保温、冷却，即得到该复合材料。该复合材料生产制造方便，具有极高比表面积，热、化学稳定性和机械性能，可广泛适用于建筑、包装、化工等行业，可作为现有复合材料的一种新型升级换代产品。文档编号C08K3/04GK102936385SQ20121051322公开日2013年2月20日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日专利技术者丁荣, 倪振华, 郭喜涛, 袁文军 申请人:泰州巨纳新能源有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯？聚氯乙烯复合材料及其制备方法，其特征是：具有如下步骤：将石墨烯粉末和聚氯乙烯粉末按比例配制，均匀混合后研磨，然后再加热、保温、冷却，即得到该复合材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁荣，倪振华，郭喜涛，袁文军，
申请(专利权)人：泰州巨纳新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：