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一种石墨烯改性功能母粒及其制备方法与流程

作者:小编 日期:2026-07-24 阅读量:

  

一种石墨烯改性功能母粒及其制备方法与流程(图1)

  本发明涉及高分子改性材料,具体来说是涉及石墨烯改性功能母粒及其制备方法。

  1、传统热塑性树脂材料(如pa、pp、pe)因其耐磨、韧性、稳定性以及易于加工成型等特性,在纺织、高强度塑料等领域得到广泛应用。随着科技的不断发展,各领域对材料性能的要求日益提高,传统的热塑性树脂母粒已无法满足当前人们生产及生活的需求,如抗静电、抗紫外线、抗菌抑菌以及优良的力学性能等特性。

  2、为改善传统热塑性树脂材料的性能,引入纳米材料提升其力学性能和耐久性被广泛提及;石墨烯的发现因其具有很大的表面积以及高反应性,使其能与其它材料结合形成纳米复合材料,同时引入其它纳米导电填充材料,用于协同增强及改善传统热塑性树脂材料分子间的稳定性,进而提高其附加值,进一步拓宽开发应用前景。

  3、目前,在传统的热塑性树脂母粒进行改性中多数使用的是氧化石墨烯,其引入的金属原子或含氧官能团在一定程度上破坏了石墨烯原有性质(如电性质、力学性质、分子组装性质),其结构缺陷对于热塑性树脂母粒在力学性能以及导电性能上的提升具有一定影响;本技术方案是以物理法所制备石墨烯对塑性树脂母粒进行改性研究。

  1、基于此,本发明的目的是为了提供一种可有效提升传统热塑性树脂母粒力学性能,提升其经济附加值的石墨烯改性功能母粒及其制备方法。

  3、一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于,该母粒按重量份计由以下成分组成:基础热塑性树脂10-18份、物理法所制备的复合石墨烯浆料8-12份、导电填料12-15份、邻苯二甲酸酯0.2-0.6、抗氧剂0.2-0.8份、絮凝剂0.5-1份、稳定剂1-2份、铝酸酯偶联剂0.5-1份、滑石粉1-2份。

  4、作为优选的技术方案,所述基础热塑性树脂可以是聚酰胺树脂、聚乙烯树脂或聚丙烯树脂。

  5、作为优选的技术方案,所述复合石墨烯浆料由固含量3%的少层石墨烯粉体和固含量5%的多层石墨烯粉体分别在pva+pvp分散体系下搅拌、超声制得,其中由少层石墨烯粉体制得的石墨烯浆料与多层石墨烯粉体制得的石墨烯浆料的比重为3:7。

  6、作为优选的技术方案,所述石墨烯粉体由可膨胀石墨与纯水经物理法制备而成,其中少层石墨烯粉体的层数在2-5层、粒径(d50)在4um-6um之间分布,多层石墨烯粉体的层数在5-10层,粒径(d50)在8um-12um之间分布。

  7、作为优选的技术方案,所述导电填料由单壁碳纳米管导电浆料以及树枝状石墨烯粉体按质量比1:0.6-0.8复配分散而成。

  8、作为优选的技术方案,所述抗氧剂由抗氧剂168、抗氧剂1076以及硫代二丙酸双十二醇酯混配而成,其重量比为6:3:1。

  9、作为优选的技术方案,所述稳定剂为硬质酸钠、亚磷酸二苯酯中的至少一种;所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

  11、s1:按重量份称取复合石墨烯浆料以及导电填料至搅拌容器中,搅拌30min-60min,在搅拌过程中加入重量份50-80份的聚羟酸减水剂,待完全混匀后进行烘干,得混合料1;

  12、s2:将基础热塑性树脂送入熔融设备中,在熔融过程中依次加入按重量份称取的邻苯二甲酸酯、絮凝剂以及稳定剂进行混合,得混合料2;

  13、s3:将混合料2、混合干料1、抗氧剂、铝酸酯偶联剂以及滑石粉依次投入造粒机中进行混炼、造粒,进而得到所述石墨烯改性功能母粒。

  15、本发明的有益效果为:1、提升纺织纤维的导电、抗静电、杀菌抑菌等性能;2、具备良好的紫外防护功能;3、相对于炭黑型导电母粒,使用本产品纺制而成的纤维颜色较浅,呈灰色,可以染色或者直接纺成有色丝;4、可有效增强纺制纤维及塑料的力学性能,进而提升产品的经济附加值。

  1.一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于,该母粒按重量份计由以下成分组成:基础热塑性树脂10-18份、物理法所制备的复合石墨烯浆料8-12份、导电填料12-15份、邻苯二甲酸酯0.2-0.6、抗氧剂0.2-0.8份、絮凝剂0.5-1份、稳定剂1-2份、铝酸酯偶联剂0.5-1份、滑石粉1-2份。

  2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述基础热塑性树脂可以是聚酰胺树脂、聚乙烯树脂或聚丙烯树脂。

  3.根据根据权利要求1所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述复合石墨烯浆料由固含量3%的少层石墨烯粉体和固含量5%的多层石墨烯粉体分别在pva+pvp分散体系下搅拌、超声制得,其中由少层石墨烯粉体制得的石墨烯浆料与多层石墨烯粉体制得的石墨烯浆料的比重为3:7。

  4.根据权利要求3所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述石墨烯粉体由可膨胀石墨与纯水经物理法制备而成,其中少层石墨烯粉体的层数在2-5层、粒径(d50)在4um-6um之间分布,多层石墨烯粉体的层数在5-10层,粒径(d50)在8um-12um之间分布。

  5.根据根据权利要求1所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述导电填料由单壁碳纳米管导电浆料以及树枝状石墨烯粉体按质量比1:0.6-0.8复配分散而成。

  6.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述抗氧剂由抗氧剂168、抗氧剂1076以及硫代二丙酸双十二醇酯混配而成,其重量比为6:3:1。

  7.根据根据权利要求1所述的一种石墨烯改性功能母粒,其特征在于:所述稳定剂为硬质酸钠、亚磷酸二苯酯中的至少一种;所述絮凝剂为聚丙烯酰胺。

  8.根据权利要求1-7任一项所述的一种石墨烯改性功能母粒的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

  9.根据根据权利要求8所述的一种石墨烯改性功能母粒的制备方法,其特征在于:所述步骤三中造粒粒径在1mm~3mm。

  本发明涉及一种石墨烯改性功能母粒及其制备方法,该母粒按重量份计由以下成分组成:基础热塑性树脂10‑18份、物理法所制备的复合石墨烯浆料8‑12份、导电填料12‑15份、邻苯二甲酸酯0.2‑0.6、抗氧剂0.2‑0.8份、絮凝剂0.5‑1份、稳定剂1‑2份、铝酸酯偶联剂0.5‑1份、滑石粉1‑2份;本发明可提升纺织纤维的导电、bwin必赢官方网站抗静电、杀菌抑菌等性能,相对于炭黑型导电母粒,使用本产品纺制而成的纤维颜色较浅,呈灰色,可以染色或者直接纺成有色丝,可有效增强纺制纤维及塑料的力学性能,进而提升产品的经济附加值。

  技术研发人员:刘彦军,安晓君,周超,杜永红,贾韦,王自枭,周淑艳,袁源

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