[发明专利]一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料、石墨烯抗静电复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料、石墨烯抗静电复合材料及制备方法，该石墨烯/聚烯烃弹性体母料包括以下重量份数的原料：聚烯烃弹性体(POE)或接枝聚烯烃弹性体(m‑POE)1～100份、石墨烯1～10重量份、硅烷偶联剂0.01～1重量份。本发明石墨烯/聚烯烃弹性体(POE)母料具有较好的电性能，添加1～10％该石墨烯母料制备的PE抗静电材料的表面电阻小于10¹¹Ω，提高了工程塑料材料在电器产品中耐高压的部件的使用安全性，具有显著的工业应用价值。

技术领域

本发明属于石墨烯/聚烯烃导电复合材料技术领域，具体地，本发明涉及一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料、石墨烯抗静电复合材料及制备方法。

背景技术

自从2006年Ruoff等报道了石墨烯/聚苯乙烯导电复合材料以来，国内外研究者对石墨烯/聚合物纳米复合材料做了大量的探索研究。石墨烯具有超大的比表面积且本身的导电性能优异，在分散之后能在聚合物高分子链段中形成导电网络，提升材料的导电性能；石墨烯是目前已知的最薄最坚硬的材料，优秀的机械性能能够改善复合材料的韧性和强度。石墨烯还具有极其优异的导热性能，这些都为提高复合材料的多功能性起到了重要的推动作用，为复合材料提供了更为广阔的应用前景。而随着研究和表征技术的进一步发展，石墨烯/聚合物纳米复合材料的各种优异性能将会得到更充分的发挥和应用。

目前，制备石墨烯/聚合物纳米复合材料常用的聚合物有聚苯胺、聚氨酯、聚乙烯醇、聚苯乙烯和聚丙烯酰胺等；常用的制备方法有熔融共混法、聚合物插层法、原位聚合法等。

熔融共混法是研究者普遍使用的制备方法。在熔融共混的过程中，聚合物熔体和填料会受到强烈的剪切作用，填料会均匀地分散到聚合物熔体中。但是由于石墨烯密度极低，在混合时容易导致物料混合不均匀且挤出过程中喂料困难，实验生产过程中也极易产生石墨烯粉末的飞扬。Sengupta等人研究发现：在熔融共混前先进行溶液混合，在性能方面更能够在力学性能与电性能之间获取平衡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料。本发明所要解决的技术问题是还在于提供一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料的制备方法。本发明采用溶液共混法制备一种石墨烯母料，然后再与高分子材料进行熔融共混制备石墨烯高分子材料，这是一种解决石墨烯分散问题最佳方法之一。本发明石墨烯/聚烯烃弹性体母料与其它导电填料抗静电剂相比，具有添加量少的优点；与表面活性剂型抗静电剂相比，有稳定性好的特点，并且其还在一定程度上改善了树脂材料的性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料，该材料包括以下重量份数的原料：聚烯烃弹性体(POE)或接枝聚烯烃弹性体(m-POE)1～100份、石墨烯1～10重量份、硅烷偶联剂0.01～1重量份。

进一步的技术方案中，所述接枝聚烯烃弹性体(m-POE)为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE)，接枝率≥1.2wt％；所述石墨烯为石墨烯微片，碳含量≥95wt％，厚度在3～5nm，粒度在30～50μm。

进一步的技术方案中，所述一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料，包括以下重量份数的原料：

接枝聚烯烃弹性体(m-POE) 4.95份；

石墨烯 4.95份；

硅烷偶联剂KH-550 0.1份。

本发明还提供了一种石墨烯/聚烯烃弹性体母料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、石墨烯分散液的制备：将1～10重量份的石墨烯和0.01～1重量份硅烷偶联剂加入到10～100重量份的液体石蜡中，在常温下采用超声波分散10～30分钟，制得石墨烯分散液；