[发明专利]石墨烯改性PVA复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，属于聚乙烯醇改性技术领域。本发明所述的石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，是以石墨烯为改性剂，与淀粉、PVA、塑化剂和助剂进行预增塑处理，然后进行熔融插层塑化挤出，制得石墨烯改性PVA复合材料；所述熔融插层塑化挤出时的温度为145‑220℃。本发明所述的石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，拉宽了PVA熔点与分解点的距离，实现了干法熔融塑化挤出，解决了因PVA发生黄变、碳化分解而无法加工的问题，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，属于聚乙烯醇改性技术领域。

背景技术

随着社会的进步，人类对环保材料的认知逐渐增多。如何使材料功能化，制备环境可消纳的新型材料，消除不可降解的塑料造成的白色污染，提高材料性能的同时又使材料轻量化节省大量资源等等，都是技术人员研发努力的方向。

目前，PVA产量已达500万吨，是全球产能的90％左右。过剩的产能给企业带来巨大压力。改性PVA使其可熔融塑化挤出，是开发这一新材料应用的关键所在，在国内有诸多关于PVA改性应用的报道和专利申请，但能成功的完全满足熔融塑化挤出还有一定的局限性，而它的局限性就在于PVA的熔点与分解点很接近，容易导致PVA发生黄变、碳化分解而无法加工。

CN201510527080.0公开了一种石墨烯/PVA复合材料的制备方法，其主要解决的问题是石墨烯“在有机溶剂中的分散性、以及与聚合物之间的相容性较差”，采用较普通的液体溶溶法，而且PVA材料本身就是水溶性的，采用该方法是本领域专业人员的公知常识，制备的产品产量低、能耗高，成本也高。

CN201710082883.9公开了一种抗菌性聚乙烯醇/纤维素-氧化石墨烯PVA/CNC-GO复合膜的制备方法，其先制备了CNC和GO的复合分散液，然后制备了PVA/(C:G)复合膜，最后制备了抗菌性PVA/CNC-GO复合膜，整个工艺仍然是薄膜法，也就是湿法工艺。

CN201610956555.2公开的内容与CN201710082883.9相似，是同一个课题组进行的研究。

CN201310187828.8公开了一种聚乙烯醇/氧化石墨烯复合薄膜的制备方法，其利用涂布技术和非等温干燥的方法，即将聚乙烯醇与石墨烯制成水溶液来涂布在钢制品或者铜带上，通过加工将85％以上的水蒸发掉，提高了复合薄膜的氧气阻隔性。

CN201610303490.1公开了一种可熔融加工的改性聚乙烯醇-石墨烯复合材料的制备方法,其虽然是以制备可熔融加工的PVA为目的，PVA水溶液的PVA固含量较高，或含有甲苯、烷烃等可挥发性溶剂，但工艺过程离不开将大量水溶液蒸发这个步骤，不但繁琐，而且耗能。

通过分析可以得出，以上利用石墨烯对PVA改性的专利，或者PVA对石墨烯改性的专利，都是采用湿法生产工艺，即采用水溶法做的制品膜，基本都是将PVA加入到水中，然后加入石墨烯等，搅拌，烘干。在后期处理时需要除去水分，工艺繁琐耗能，均没有解决PVA的熔点与分解点很接近的问题，即没有解决PVA因发生黄变、碳化分解而无法加工的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，其拉宽了PVA熔点与分解点的距离，实现了干法熔融塑化挤出，解决了因PVA发生黄变、碳化分解而无法加工的问题，利于工业化生产。

本发明所述的石墨烯改性PVA复合材料的制备方法，是以石墨烯为改性剂，与淀粉、PVA、塑化剂和助剂进行预增塑处理，然后进行熔融插层塑化挤出，制得石墨烯改性PVA复合材料；所述熔融插层塑化挤出时的温度为145-220℃。

所述石墨烯为具有1-10层苯环结构、片径≤500nm的油性液体、水性液体或粉体。

所述PVA聚合度为500-3000，醇解度为75-99.5％，粉末粒径≧60目。