[发明专利]高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子及其制备方法，所述塑料粒子由包括以下重量份的原料制成：聚碳酸酯80‑100份、改性氧化石墨烯8‑20份、乙撑双硬脂酰胺1‑5份、聚乙烯蜡1‑3份以及抗氧化剂2‑4份，其中，改性氧化石墨烯为采用负载有改性Fe₃O₄粒子和纳米氧化锌颗粒的壳聚糖进行改性的氧化石墨烯。与现有技术相比，本发明利用壳聚糖分子链中的氨基与氧化石墨烯中的活性基团（如羟基、羧基）相互作用，将负载有改性Fe₃O₄粒子和纳米氧化锌颗粒的壳聚糖与氧化石墨烯牢固结合，改性后的氧化石墨烯与聚碳酸酯的相容性得到显著改善，可有效提高材料体系的耐热性，并且能有效防止聚碳酸酯在高温有氧环境下发生降解，提高材料使用寿命。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子及其制备方法。

背景技术

众所周知，聚碳酸酯（PC）是指分子链中含有碳酸酯基的一类聚合物的总称，由于合成双酚A型PC产量最大、用途最广，一般情况下所称的聚碳酸酯即为双酚A型聚碳酸酯。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。目前，聚碳酸酯凭借其优异的性能已广泛用于电子、电器、汽车、光学材料等领域。然而，在实际应用过程中，聚碳酸酯材料也具有明显的技术缺点，例如，聚碳酸酯的分子链中存在对热比较敏感的碳酸酯键，使其在高温有氧的环境下容易发生降解，这会严重影响聚碳酸酯材料的性能。

氧化石墨烯（graphene oxide）是石墨烯的氧化物，具有和石墨烯相似的平面结构，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。由于经过氧化处理，氧化后的石墨烯表面含有大量的活性基团，如羟基(-OH)、环氧基[-C (O) C-]、羰基(-C＝O)、羧基(-COOH)、酯基(-COO-)等，所以氧化石墨烯与大多数材料都具有较好的相容性，且其具有与石墨烯相似的性能，能显著改善多种材料的各项性能，是目前最好的通用复合改性材料之一，在复合材料领域得到广泛使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子。

本发明的另一个目的就是提供上述高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

高耐热氧化石墨烯改性聚碳酸酯塑料粒子，该塑料粒子由包括以下重量份的原料制备而成：聚碳酸酯80-100份、改性氧化石墨烯8-20份、乙撑双硬脂酰胺1-5份、聚乙烯蜡1-3份以及抗氧化剂2-4份。

所述的改性氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：取氧化石墨烯加入到去离子水中，超声使氧化石墨烯充分分散、剥离，制得氧化石墨烯悬浮液；

步骤（II）：称取改性壳聚糖加入到冰醋酸溶液中，充分搅拌溶解，然后将其缓慢加入步骤（I）制得的氧化石墨烯悬浮液中，边加边搅拌，后经超声处理，得到分散均匀稳定的悬浮液，再采用去离子水对其进行离心洗涤至中性，经真空抽滤，将所得的滤饼进行真空干燥，后经研磨过筛即可。

步骤（I）中所述的氧化石墨烯与去离子水的质量体积比为120-180g：1L。

步骤（II）中所述的改性壳聚糖与冰醋酸溶液的质量体积比为18-32g：1L。

所述的冰醋酸溶液的质量百分含量为3-6%。

作为优选的技术方案，步骤（II）中所述的研磨过筛是指研磨过100目筛。

步骤（II）中所述的改性壳聚糖为负载有改性Fe₃O₄粒子以及纳米ZnO颗粒的壳聚糖，其制备方法包括以下步骤：