[发明专利]一种石墨烯/聚酯热塑性弹性体复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯/聚酯热塑性弹性体复合材料及其制备方法，预聚物A为还原氧化石墨烯/脂肪族高结晶度型聚酯预聚体，预聚物B为还原氧化石墨烯/呋喃类低结晶度型聚酯预聚体，预聚物C为还原氧化石墨烯/无定形聚酯预聚体，本发明通过二元酸和二元醇的熔融缩聚、氧化石墨烯的原位缩聚和化学还原等方法，制备成一种具有较高力学性能和导电、导热性能的还原氧化石墨烯/三嵌段聚酯热塑性弹性体复合材料。其中，还原氧化石墨烯能够良好分散在热塑性三嵌段聚酯弹性体中，将会大大提高材料的力学性能，并赋予材料优良的导电、导热性能。

技术领域

本发明涉及聚合物复合材料技术领域，尤其涉及一种还原氧化石墨烯/三元嵌段聚酯热塑性弹性体复合材料及其制备方法。

背景技术

嵌段类聚酯热塑性弹性体是由高结晶度、高熔点的聚酯硬段和无定形的、低玻璃化转变温度的聚酯软段嵌段而成，并具有优良的机械性能、较宽的使用温度范围、优异的耐疲劳、耐油等优点，目前已代替部分橡胶、塑料，广泛应用于工业，交通运输，体育用品，医用材料等方面。发明专利(CN 104497318A)介绍了一种热塑性二嵌段聚酯弹性体及其制备方法，该聚酯弹性体具有优异的生物降解性能。

石墨烯是一种新型的二维层状纳米碳材料。每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个P轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性和导热性。因此，石墨烯作为优良的导电导热材料，对于制备高性能化和多功能化的聚酯热塑性弹性体复合材料具有重要的意义。

发明内容

本发明为将上述发明专利(CN 104497318 A)中所述的热塑性二嵌段聚酯弹性体的优异的生物降解性能与石墨烯优良的导电导热性能结合起来，提供一种石墨烯/聚酯热塑性弹性体复合材料及其制备方法。本发明通过二元酸和二元醇的熔融缩聚、氧化石墨烯的原位缩聚和化学还原等方法，制备成一种具有较高力学性能和导电、导热性能的还原氧化石墨烯/三嵌段聚酯热塑性弹性体复合材料。其中，还原氧化石墨烯能够良好分散在热塑性三嵌段聚酯弹性体中，将会大大提高材料的力学性能，并赋予材料优良的导电、导热性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯/聚酯热塑性弹性体复合材料，包括：预聚物A、预聚物B和预聚物C，按照质量份数，预聚物A、预聚物B和预聚物C比例为5-30份：5-30份：40-90份；

所述预聚物A，为还原氧化石墨烯/脂肪族高结晶度型聚酯预聚体，结晶度为30％～95％；

所述预聚物B，为还原氧化石墨烯/呋喃类低结晶度型聚酯预聚体，结晶度为15％～50％；

所述预聚物C，为还原氧化石墨烯/无定形聚酯预聚体，其玻璃转化温度为-40℃以下。

优选地，预聚物A由组分a、组分b与氧化石墨烯原位熔融缩聚制得，所述组分a为脂肪族二元醇，所述组分b为脂肪族饱和二元酸或脂肪族饱和二元酸酐，组分a与组分b的摩尔比为1.1:1～1.3:1或组分b与组分a的摩尔比为1.1:1～1.3:1，氧化石墨烯占组分a和组分b总质量的0.1～2％。

优选地，预聚物B由组分c、组分d与氧化石墨烯原位熔融缩聚制得，所述组分c为脂肪族二元醇，所述组分d为具有呋喃环结构的二元酸，组分c与组分d的摩尔比为1.1:1～2.0:1或组分d与组分c的摩尔比为1.5:1～1.1:1，氧化石墨烯占组分c和组分d总质量的0.1～2％。

优选地，所述脂肪族二元醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇或1,10-癸二醇中的一种或其任意比例的混合物。

脂肪族二元酸或酸酐为脂肪族饱和二元酸或酸酐、脂肪族不饱和二元酸或酸酐，或它们的混合物。