一种基于氧化石墨烯-滑石粉复合填料的PET改性工程塑料及其制备方法技术

本申请涉及PET材料的技术领域，具体公开了一种基于氧化石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料及其制备方法


[0001]本申请涉及PET材料的
，更具体地说，它涉及一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种芳香族的结晶性聚合物，表现出较好的力学性能，优良的耐高温性能和耐溶剂性，无毒、无味，且同时具有良好的气体阻隔性。PET可广泛用于纤维、薄膜、食品饮料包装和工程塑料等领域，在全球范围内具有仅次于聚烯烃的使用量。然而PET由于其本身的大分子链结构使其不具有导电性，在使用过程中由于摩擦、接触等因素使得表面聚集电荷，因此极易产生静电，静电的存在会使表面容易吸附尘埃，影响外观，而且用PET纤维做成的衣服在穿着过程中贴身，引起不适感。除此之外，静电还会带来火灾、爆炸等安全隐患。以上原因限制了其在薄膜包装、服装等领域的应用，因此需要提高PET的导电性。
[0003]目前，石墨烯因其具有超高的导电性、较高的弹性模量被广泛应用于提高PET抗静电、热稳定等性能。在《PET/石墨烯复合材料的制备及热稳定性与抗静电性能》中记载，石墨烯与PET熔融共混制得的改性PET在热力学稳定性、抗静电性能都得到了较高的提升，但在《PET石墨烯复合材料的制备及性能研究》中记载，虽然石墨烯可以提高PET的热稳定性与抗静电性，但对PET的成核没有影响，且力学性能大大降低，抗拉强度降低达24％，因此这一问题限制了石墨烯/PET复合材料的广泛应用。
[0004]综合目前的研究，用石墨来改性PET提升导电性、热稳定性的同时，还需改变成核方式、保证其力学性能得到提升或不受太大影响等，才能提高PET的应用范围。综上，如何综合提升PET的导电性、热稳定性、力学性能等是制约PET应用的关键问题所在，也是未来PET改性的重点研究方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对PET改性工程塑料存在的热稳定性差、韧性不高、抗静电差等缺点，提供了一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料及其制备方法。本专利技术将滑石粉与氧化石墨烯结合得到的复合填料添加到PET中，大大提高了PET的导电性，改善其抗静电性能以及热稳定性，其中的滑石粉能提升PET的热稳定性和抗拉强度，可将石墨烯所造成的对PET抗拉强度的负面影响降到最低，另外添加的不含碳碳双键的有机类共聚物增韧剂使得PET的韧性也大幅提高，即GO
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滑石粉杂化材料与上述增韧的协同作用有利于提升PET的综合性能。最终所得到的改性PET呈黑色，除了化纤服装、塑料包装等领域，还可应用于具有遮光功能的薄膜和遮光板等，拓宽了PET的应用范围。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，采用如下的技术方案：
[0007]一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，由以下重量百分比的原料制成：
[0008][0009][0010]所述增韧剂为不含碳碳双键的有机类共聚物。
[0011]通过采用上述技术方案，由于GO片层比表面积大、表面能高，与PET分子间界面作用较强，对其热运动起到较强限制作用，所以会影响PET基体的熔融和结晶行为，冷结晶温度提高，结晶度提高，说明了结晶速率明显提高，明显改善了PET的热稳定性，同时由于构成石墨烯结构的每个碳原子都拥有一个未成键的π电子，最终形成了共轭大π键，其中π电子可以在π轨道中自由移动，使得石墨烯具有优异的导电性能，使得PET具有较好的抗静电能力；滑石粉与PET的相容性较好，能够均匀地分散于PET基体树脂中改善了体系的结晶性能，改变体系的成核方式，增加了分子间作用力，从而提高了体系的拉伸强度；而GO中的大π键易与滑石粉中SiO2的双键杂化，形成稳定的复合物，且滑石粉与PET的相容性较好，使得GO
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滑石粉复合填料能够与PET具有较好的相容性，能够改善PET工程塑料的刚性、尺寸稳定性、润滑性，减少对成型机械的磨损，同时还能够使PET工程塑料的耐热性能，缺口冲击强度提高，可改善塑料的成型收缩率、制品的弯曲弹性模量及拉伸强度；
[0012]另外，GO
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滑石粉复合填料能够改变PET工程塑料的颜色，制得黑色的PET工程塑料，经改性后的PET工程塑料可应用于遮光功能的黑色单面/双面薄膜、防静电膜、塑料制品等领域；
[0013]增韧剂能够有效的增强PET工程塑料的韧性，同时本申请采用的增韧剂为不含碳碳双键的有机类共聚物，能够与抗氧剂复配，不仅能够进一步增强PET工程塑料的抗热氧老化性，而且能够与其它物质均匀结合，提高PET工程塑料的断裂伸长率和抗冲击性。
[0014]优选地，所述GO
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滑石粉复合填料由氧化石墨烯和滑石粉制备而成，且所述氧化石墨烯和滑石粉的质量之比为(1～1.1)：2。
[0015]通过采用上述技术方案，本申请采用氧化石墨烯和滑石粉的质量之比为(1～1.1)：2的特定比例下制得的GO
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滑石粉复合填料，能够增加PET工程塑料的拉伸强度、缺口冲击强度和韧性等机械性能；并且，通过改变石墨烯
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滑石粉两个填料的比例来调节PET工程塑料的透明度，以提高PET工程塑料的应用范围。
[0016]优选地，所述氧化石墨烯中含碳量>98.5％、水含量＜1％、硫含量＜0.1％。
[0017]通过采用上述技术方案，氧化石墨烯中具有含氧官能团，因此，与PET底料具有较好的相容性；并且本申请选用的氧化石墨烯中含碳量>98.5％，氧化石墨烯的含碳量高，使得其中电子的运动速度远远超过了电子在一般导体中的运动速度，因此该氧化石墨烯的电阻率很小，电阻很小，导电性能很好，具有很好的抗静电能力。
[0018]优选地，所述滑石粉中SiO2≥60％、MgO≥31％、CaO≤2％、水分≤0.2％。
[0019]优选地，所述滑石粉细度为5800～6200目。
[0020]优选地，所述滑石粉粒度为2.3～2.7μm。
[0021]通过采用上述技术方案，在本申请中，滑石粉的细度为5800～6200目，并且粒度为2.3～2.7μm，选用的滑石粉为超微细滑石粉，且细度很小，能够显著地提高产品的刚度、冲击强度、耐热性和提高热变形温度；超微细的滑石粉虽然对产品的增强效果好，但是该细度的滑石粉粒子的表面能增大，容易团聚，分散困难，因此，本申请选用加工性好的氧化石墨烯和滑石粉杂化形成复合材料，使得GO
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滑石粉复合填料具有对PET工程塑料性能增强效果好，同时也具有在PET底料中分散效果好和加工性好的特点。
[0022]优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸酯
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丙烯酸酯共聚物、乙烯
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丙烯酸甲酯共聚物、乙烯
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丙烯酸丁酯共聚物和S2001增韧剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：PET底料
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94.1~96.1%；GO
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滑石粉复合填料
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0.3~0.7%；增韧剂
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3~5%；抗氧剂
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0.2~0.4%；所述增韧剂为不含碳碳双键的有机类共聚物。2.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，其特征在于：所述GO
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滑石粉复合填料由氧化石墨烯和滑石粉制备而成，且所述氧化石墨烯和滑石粉的质量之比为（1~1.1）：2。3.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，其特征在于：所述氧化石墨烯中含碳量>98.5%、水含量＜1%、硫含量＜0.1%。4.根据权利要求1所述的基于氧化石墨烯
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滑石粉复合填料的PET改性工程塑料，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸酯
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丙烯酸酯共聚物、乙烯
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丙烯酸甲酯共聚物、乙烯
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵婷，何文滚，黄燕生，朱福榕，
申请(专利权)人：上杭鑫昌龙实业有限公司，
类型：发明
国别省市：