[发明专利]一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于表面改性技术领域，具体涉及一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯‑丙烯腈共聚物复合材料及其制备方法。所述复合材料由氧化石墨烯和苯乙烯‑丙烯腈共聚物复合而成，所述氧化石墨烯和苯乙烯‑丙烯腈共聚物按重量份数计为：氧化石墨烯0.5～2份，苯乙烯‑丙烯腈共聚物98～99.5份。本发明制备得到的氧化石墨烯/苯乙烯‑丙烯腈共聚物复合材料具有优异的耐热性、环保性，模量高，且具有良好的加工性。

技术领域

本发明属于表面改性技术领域，具体涉及一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料及其制备方法。

背景技术

氧化石墨烯，英文名：Graphene Oxide，是石墨烯的氧化物。氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。石墨氧化后，含氧官能团使氧化石墨烯的部分物理性能低于石墨烯，但也赋予其良好的分散性和反应活性。氧化石墨烯中的含氧官能团等很容易与含氨基、羧基、异氰酸酯基等基团的化合物发生反应,从而实现对氧化石墨烯的共价结合改性；氧化石墨烯还可通过氢键、π-π键等与其它化合物实现非共价键结合。

苯乙烯-丙烯腈共聚物，英文名：Acrylonitrile-Styrene Copolymer，英文简称SAN，又称AS树脂，是无色透明的热塑性树脂，具有高光泽、高透明、高冲击、良好的耐热性和机械性能。刚性大，硬度高、具有较高的化学稳定性和较高的承载能力，耐水、耐油、耐酸、耐碱、耐醇类。弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。苯乙烯成份使苯乙烯-丙烯腈共聚物坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使其具有化学稳定性和热稳定性。但目前还比较缺少关于记载耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料制备方法的相关资料，以及增强苯乙烯-丙烯腈的耐热性和模量的相关文献。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料，由氧化石墨烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物复合而成，所述氧化石墨烯和苯乙烯-丙烯腈共聚物按重量份数计为：氧化石墨烯0.5～2份，苯乙烯-丙烯腈共聚物98～99.5份。

一种耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氧化石墨粉末超声分散在N，N二甲基甲酰胺溶剂中，形成均匀分散的氧化石墨烯溶液，然后加入苯乙烯-丙烯腈共聚物，恒温搅拌后加乙醇絮凝，抽滤烘干粉碎，得到氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料的粉料。

(2)将氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料的粉料在转矩流变仪中熔融共混，然后将熔融共混得到的物料剪碎后放入平板式热压机中模压成片，得到耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料。

上述方案中，步骤(2)中所述熔融共混的温度为160～180℃，时间为8～10min。

上述方案中，步骤(2)中所述模压成片的温度为180～200℃，模压压力为15～20MPa，时间为20～30min。

本发明的有益效果如下：本发明采用溶液共混法与熔融共混法相结合，大大改善了氧化石墨烯在苯乙烯-丙烯腈共聚物中的分散情况，复合材料成型速度快；本发明在添加了少量的氧化石墨烯之后，氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料，具有耐热性能优良、储能模量高等优点，在某些工业制品及零部件等方向具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1、2、3所制备的耐热高模量的氧化石墨烯/苯乙烯-丙烯腈共聚物复合材料及对比例1的维卡软化温度示意图。