[发明专利]一种氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺，本发明之氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料，主要由以下重量份数的原料制成：聚碳酸酯100份，聚苯乙烯10～12份，氧化石墨烯15～20份，硫酸钙晶须5～8份，抗氧剂1010 0.1～0.4份，聚四氟乙烯1～4份，钛酸酯偶联剂1～3份。本发明还包括所述氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料的制备工艺。本发明先采用氧化石墨烯对硫酸钙晶须进行改性，进一步提高硫酸钙晶须的长径比，降低硫酸钙晶须的直径，可以进一步提高硫酸钙晶须与基体的相容性和界面黏结力。

技术领域

本发明涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备工艺，尤其是涉及一种氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺。

背景技术

聚碳酸酯(PC)，是典型的硬而脆的聚合物，具有良好的综合性能，抗拉强度、压缩强度、抗弯强度等性能均相当于聚酰胺6或聚酰胺66，冲击强度也高于所有的脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料。但是，聚碳酸酯的耐疲劳性差，缺口敏感性较高，限制了PC的应用。

发明内容

本发明提供一种氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料及其制备工艺，以解决现有聚碳酸酯材料耐疲劳性好、缺口敏感性低的技术问题。

本发明解决所述技术问题所采用的技术方案是：

本发明之氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料，主要由以下重量份数的原料制成：聚碳酸酯(PC)100份，聚苯乙烯(PS)10～12份，氧化石墨烯15～20份，硫酸钙晶须5～8份，抗氧剂1010 0.1～0.4份，聚四氟乙烯(PTFE)1～4份，钛酸酯偶联剂1～3份。

优选的重量配比为：聚碳酸酯(PC)100份，聚苯乙烯(PS)11份，氧化石墨烯18份，硫酸钙晶须6份，抗氧剂1010 0.2份，聚四氟乙烯(PTFE)3份，钛酸酯偶联剂1份。

本发明之氧化石墨烯改性聚碳酸酯复合材料的制备工艺，包括如下步骤：

(1)将硫酸钙晶须和钛酸酯偶联剂、一半用量的氧化石墨烯加入到高速混合机中，活化处理10～20min，得改性硫酸钙晶须；改性硫酸钙晶须长径比26～28，直径0.2～0.4微米；

(2)将所述聚碳酸酯、聚苯乙烯、另一半用量的氧化石墨烯、抗氧剂1010、聚四氟乙烯加入高速混合机中，混合6～8min,得聚碳酸酯、聚苯乙烯、氧化石墨烯、抗氧剂1010、聚四氟乙烯与改性硫酸钙晶须的混合物；

(3)将步骤(2)所得混合物通过双螺杆挤出机熔融造粒，机筒温度为220～230℃，螺杆转速为180～200转/分。

氧化石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。氧化石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。现有技术中关于氧化石墨烯的研究较多，但未见有采用氧化石墨烯对硫酸钙晶须进行改性的报道。

研究表明，作为石墨烯材料一类重要的衍生物，尽管氧化过程破坏了石墨烯高度共轭结构，但是仍保持着特殊的表面性能与层状结构。含氧基团的引入不仅使得氧化石墨烯具有化学稳定性，而且改性材料提供表面修饰活性位置和较大的比表面积。氧化石墨烯作为合成石墨烯基复合材料的前驱物与支撑载体，易功能化与可控性高。在与金属、金属氧化物、高分子聚合物等材料复合过程中，可以提供大的比表面积有效分散附着材料，防止团聚，提高力学性能。

氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用领域。