【技术实现步骤摘要】
本申请属于材料，具体而言，涉及一种石墨烯复合母粒及其制备方法、聚合物/石墨烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、pc(聚碳酸酯)属于一种透明度高的工程塑料，具有耐热性高、尺寸稳定性高且韧性好的特点，但其加工性较差，致使复杂制品的成型困难。另外，将pc和abs(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)共混形成热塑性树脂pc/abs，可在保留pc优点的同时，提高树脂的流动性。然而，现有的pc、pc/abs等聚合物的导电导热性不高，限制了该类材料制品在电子元器件等领域中的应用。
2、石墨烯作为一种二维材料应用在pc、pc/abs树脂中，有望改善树脂的导电性等。然而，石墨烯在该类聚合物基体中容易团聚，无法使材料获得理想的改进效果。
技术实现思路
1、针对上述提到的问题，本申请的目的在于提供一种石墨烯复合母粒及其制备方法、聚合物/石墨烯复合材料及其制备方法。所述石墨烯复合母粒能够均匀分散在聚合物基体中，有效改善聚合物/石墨烯复合材料的导电导热等性能。
2、第一方面，本申请提供一种石墨烯复合母粒，所述石墨烯复合母粒包含苯乙烯-马来酸酐共聚物和分布在所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的物理法石墨烯。
3、本申请提供的石墨烯复合母粒中，以苯乙烯-马来酸酐共聚物(sma)对物理法石墨烯进行改性，可以提高石墨烯在聚合物基体的分散均匀性，尤其是在pc/abs树脂中的分散性，改善pc/abs的导电导热性和力学性能。
4、在本申请的一些实施方式中，所述物理法石墨烯为机械剥离
5、优选地，所述物理法石墨烯为石墨烯微片。石墨烯微片具有较高的形状比(直径与厚度之比)，在降低产品成本的同时，可促使石墨烯在聚合物基体中形成导电网络。
6、在本申请的一些实施方式中，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的数均分子量为0.4×104～1.5×104。由此，既可提升石墨烯与基体材料的相容性，又能保持较低粘度，实现母粒中高的石墨烯填充率。
7、优选地，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的数均分子量为0.7×104～1.0×104。
8、在本申请的一些实施方式中，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中，苯乙烯结构单元与马来酸酐结构单元的质量比为(7～10)∶1。
9、在本申请的一些实施方式中，所述石墨烯复合母粒中，所述物理法石墨烯的质量含量为40％～60％，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的质量含量为40％～60％。
10、第二方面，本申请提供一种制备第一方面所述石墨烯复合母粒的方法，该方法包括：在物理法石墨烯的存在下，使包括苯乙烯和马来酸酐在内的共聚单体进行聚合反应，形成苯乙烯-马来酸酐共聚物。
11、本申请提供的方法为原位聚合法，能实现石墨烯和sma的充分混合。以本申请的方法制备的石墨烯复合母粒与聚合物基体(尤其是pc/abs)具有较高的相容性，促使石墨烯在聚合物基体中形成完好的导电导热通道。
12、在本申请的一些实施方式中，所述聚合反应在引发剂的存在下进行，所述聚合反应的温度为70℃～120℃，优选为85℃～105℃；聚合反应的时间为4h～12h，优选为6h～10h。
13、在本申请的一些实施方式中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和过氧化二苯甲酰中的至少一种。
14、在本申请的一些实施方式中，所述共聚单体中，苯乙烯与马来酸酐的质量比为(7～10)∶1。
15、在本申请的一些实施方式中，以所述物理法石墨烯与所述共聚单体的总质量为基准，所述物理法石墨烯的质量用量为40％～60％。
16、在本申请的一些实施方式中，该方法包括如下步骤：
17、(1)在表面活性剂的存在下，将马来酸酐、物理法石墨烯、引发剂和部分的苯乙烯混合，制得悬浮液；
18、(2)将所述悬浮液分批加入到剩余的苯乙烯中，进行聚合反应，以形成苯乙烯-马来酸酐共聚物；
19、(3)向步骤(2)所得产物中加入阻聚剂，得到分散有物理法石墨烯的聚合物溶液；
20、(4)将所述聚合物溶液送入排气式螺杆挤出机中进行真空脱挥，经冷却、造粒，制得石墨烯复合母粒。
21、第三方面，本申请提供一种聚合物/石墨烯复合材料，由包括聚合物基体、功能填料和加工助剂在内的原料制成，其中，所述聚合物基体为聚碳酸酯和可选的丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，所述功能填料为本申请第一方面所述的石墨烯复合母粒。
22、在本申请的一些实施方式中，所述聚合物基体中，所述聚碳酸酯和所述丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的质量比为(65～85)∶(35～15)。由此，可提高复合材料的力学性能。
23、在本申请的一些实施方式中，所述原料中，相对于100重量份的聚合物基体，所述功能填料为10重量份～30重量份。由此，在提高导电导热性的同时，使材料兼具较高的抗形变能力。
24、在本申请的一些实施方式中，所述加工助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
25、在本申请的一些实施方式中，所述原料中，相对于100重量份的所述聚合物基体，所述抗氧剂为0.1重量份～1.0重量份。
26、在本申请的一些实施方式中，所述原料中，相对于100重量份的所述聚合物基体，所述润滑剂为0.1重量份～1.0重量份。
27、第四方面，本申请提供一种第三方面所述的聚合物/石墨烯复合材料的制备方法，该制备方法包括：将包括聚合物基体、功能填料和加工助剂在内的原料进行熔融共混并挤出造粒。
28、在本申请的一些实施方式中，所述熔融共混的温度为250℃～290℃。
29、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种石墨烯复合母粒，其特征在于，所述石墨烯复合母粒包含苯乙烯-马来酸酐共聚物和分布在所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的物理法石墨烯。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合母粒，其特征在于，所述物理法石墨烯为机械剥离法制备的石墨烯或液相剥离法制备的石墨烯；
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合母粒，其特征在于，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的数均分子量为0.4×104～1.5×104，优选为0.7×104～1.0×104；
4.一种制备权利要求1-3任一项所述石墨烯复合母粒的方法，其特征在于，所述方法包括：在物理法石墨烯的存在下，使包括苯乙烯和马来酸酐在内的共聚单体进行聚合反应，形成苯乙烯-马来酸酐共聚物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合反应在引发剂的存在下进行；所述聚合反应的温度为70℃～120℃，优选为85℃～105℃；所述聚合反应的时间为4h～12h，优选为6h～10h；
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
7.一种聚合物/石墨烯复合材料，其特征在于，由包括
8.根据权利要求7所述的聚合物/石墨烯复合材料，其特征在于，所述聚合物基体中，所述聚碳酸酯和所述丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物的质量比为(65～85)∶(35～15)；
9.一种权利要求7或8所述的聚合物/石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将包括聚合物基体、功能填料和加工助剂在内的原料进行熔融共混并挤出造粒。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为250℃～290℃。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合母粒，其特征在于，所述石墨烯复合母粒包含苯乙烯-马来酸酐共聚物和分布在所述苯乙烯-马来酸酐共聚物中的物理法石墨烯。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合母粒，其特征在于，所述物理法石墨烯为机械剥离法制备的石墨烯或液相剥离法制备的石墨烯；
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合母粒，其特征在于，所述苯乙烯-马来酸酐共聚物的数均分子量为0.4×104～1.5×104，优选为0.7×104～1.0×104；
4.一种制备权利要求1-3任一项所述石墨烯复合母粒的方法，其特征在于，所述方法包括：在物理法石墨烯的存在下，使包括苯乙烯和马来酸酐在内的共聚单体进行聚合反应，形成苯乙烯-马来酸酐共聚物。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合反应在引发剂的存在下进行；所述聚合反应的温度为70℃～120℃，优选为85℃～105℃；所述聚合反应的时...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁秋玉，黄卫明，洪江彬，孙东升，林建斌，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。