一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，将钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理得分散液；将硅酸四乙酯加入分散液中，超声处理然后加入氢氧化钠溶液，搅拌反应，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。本发明专利技术制备的石墨烯硅酸钙复合材料具有良好的力学性能、机械性能，氧化石墨烯分散均匀，不会出现团聚现象，可采用常规方法直接用于高分子聚合物的改性。

Preparation of graphene calcium silicate composite for plastics reinforcement

The invention relates to a preparation method of graphene calcium silicate composite material for plastics reinforcement, in which calcium source material, sodium alginate and hydroxyethyl cellulose are added into graphene oxide aqueous solution, and dispersions are separated by ultrasonic treatment; tetraethyl silicate is added into the dispersions, ultrasonic treatment is then added into sodium hydroxide solution, stirring reaction and separation are washed three times with deionized water and anhydrous ethanol respectively. Graphene calcium silicate composites were obtained by drying. The graphene calcium silicate composite prepared by the invention has good mechanical properties and mechanical properties, and graphene oxide is uniformly dispersed without agglomeration, so it can be directly used for the modification of polymer by conventional methods.

【技术实现步骤摘要】
一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法
本专利技术属于石墨烯复合材料领域，具体涉及一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法。
技术介绍
氧化石墨烯是氧化石墨经过机械剥离得到的单层氧化石墨薄片，是石墨烯功能化的衍生物，其结构接近平面并呈现二维网状。与石墨烯的主要区别在于氧化石墨烯表面具有多种含氧基团，如C=O、C-OOH、C-OH等。这些含氧基团出现在氧化石墨的表面和层间，平面上存在大量的羟基和环氧基团，而少量的羧基、羰基和酯基等分布在氧化石墨片层的边缘部位。氧化石墨烯表面大量含氧基团的存在使碳层带负电荷，因而带正电荷的阳离子就能轻易进入层间并撑大层间距，这为聚合物和无机纳米粒子的添加提供了有利条件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声1-2h，得分散均匀的氧化石墨烯水溶液；2）将钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理30-60min，得分散液；3）将硅酸四乙酯加入步骤2）的分散液中，超声处理3-5h，然后加入浓度为5-8wt%的氢氧化钠溶液，搅拌反应1-2h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于60-80℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。具体地，所述步骤1）中氧化石墨烯水溶液的浓度为2-5wt%。具体地，所述步骤2）中钙源物质为四水合硝酸钙或氯化钙。具体地，所述步骤2）中钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素与氧化石墨烯的质量比为25-30:5-8:3-5:1-2。具体地，所述步骤3）中硅酸四乙酯与氧化石墨烯的质量比为5-15:2-5。具体地，所述步骤3）中氢氧化钠与氧化石墨烯的质量比为30-50:0.5-2。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术制备的石墨烯硅酸钙复合材料具有良好的力学性能、机械性能，氧化石墨烯分散均匀，不会出现团聚现象，可采用常规方法直接用于高分子聚合物的改性。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案做进一步描述，但是本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声1.5h，得分散均匀的浓度为4wt%的氧化石墨烯水溶液。2）将钙源物质四水合硝酸钙、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理50min，得分散液；钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素与氧化石墨烯的质量比为30:7:5:1.5。3）按照硅酸四乙酯与氧化石墨烯的质量比为10:3，将硅酸四乙酯加入步骤2）的分散液中，超声处理3h，然后加入浓度为7wt%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氧化石墨烯的质量比为40:1.5，搅拌反应1h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于70℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。实施例2一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声2h，得分散均匀的浓度为2wt%的氧化石墨烯水溶液。2）将钙源物质四水合硝酸钙、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理30min，得分散液；钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素与氧化石墨烯的质量比为20:5:3:1。3）按照硅酸四乙酯与氧化石墨烯的质量比为5:2，将硅酸四乙酯加入步骤2）的分散液中，超声处理5h，然后加入浓度为8wt%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氧化石墨烯的质量比为35:0.5，搅拌反应1.5h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于60℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。实施例3一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声1h，得分散均匀的浓度为5wt%的氧化石墨烯水溶液。2）将钙源物质氯化钙、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理40min，得分散液；钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素与氧化石墨烯的质量比为25:8:4:2。3）按照硅酸四乙酯与氧化石墨烯的质量比为15:4，将硅酸四乙酯加入步骤2）的分散液中，超声处理3h，然后加入浓度为6wt%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氧化石墨烯的质量比为30:1，搅拌反应2h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于80℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。实施例4一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨烯加入去离子水中，超声2h，得分散均匀的浓度为3wt%的氧化石墨烯水溶液。2）将钙源物质氯化钙、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理60min，得分散液；钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素与氧化石墨烯的质量比为28:6:3:1.5。3）按照硅酸四乙酯与氧化石墨烯的质量比为8:5，将硅酸四乙酯加入步骤2）的分散液中，超声处理4h，然后加入浓度为5wt%的氢氧化钠溶液，氢氧化钠与氧化石墨烯的质量比为50:2，搅拌反应1h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于70℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声1‑2h，得分散均匀的氧化石墨烯水溶液；2)将钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理30‑60min，得分散液；3)将硅酸四乙酯加入步骤2)的分散液中，超声处理3‑5h，然后加入浓度为5‑8wt％的氢氧化钠溶液，搅拌反应1‑2h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于60‑80℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将氧化石墨烯加入去离子水中，超声1-2h，得分散均匀的氧化石墨烯水溶液；2)将钙源物质、海藻酸钠、羟乙基纤维素加入氧化石墨烯水溶液中，超声处理30-60min，得分散液；3)将硅酸四乙酯加入步骤2)的分散液中，超声处理3-5h，然后加入浓度为5-8wt％的氢氧化钠溶液，搅拌反应1-2h，分离，用去离子水和无水乙醇各洗三次，于60-80℃烘干即得石墨烯硅酸钙复合材料。2.如权利要求1所述的塑料增强用石墨烯硅酸钙复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中氧化石墨烯水溶液的浓度为2-5wt％。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：张成如，
申请(专利权)人：济南开发区星火科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37