[发明专利]一种氧化石墨烯涂覆膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合薄膜制备工艺技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯涂覆膜的制备方法。

背景技术

塑料制品以其优异的综合性能，作为玻璃和陶瓷的替代品在食品及药品包装中得到了越来越广泛的应用。然而通用塑料包装材料的阻隔性能依然难以满足实际使用要求，因包装不良引起的食品及药品变质或降级达30-40%。因此，提高包装材料的阻隔性能一直是国内外包装行业研究的热点和重点。目前高分子的阻隔技术中纳米片层填料填充聚合物体系，利用聚合物与填料良好的界面作用以及纳米片层填料在聚合物基体中引起气体渗透的“多路径效应”或“纳米阻隔墙”，有效地改善聚合物基体的阻隔性能，成为近几年塑料包装业的研究热门。石墨烯是由单层碳原子紧密结合在一起而形成的二维蜂窝状晶格材料，其晶体的厚度只有0.34nm，片层宽度可达几个微米，由纳米片层共混的阻隔机理可知，石墨烯的这种紧密面内结构及巨大的宽/厚比使其成为理想的纳米填充阻隔材料。

目前，现有技术制备阻隔性塑料材料主要有以下几种方法：

1. 申请日为2009年8月27日，申请号为200910065952.0，公开号为CN 101633761 A，公开日为2010年1月27日，专利名称为“一种阻隔性聚丙烯复合材料及其制备方法”所述的聚丙烯复合材料是由60-80重量份聚丙烯，20-40重量份乙烯-乙烯醇共聚物和1-10重量份相容剂于170～190℃条件下混炼制成。所制成的聚丙烯复合材料具有较高的韧性，其冲击强度高达210J/m左右，还具有较高的气体阻隔性能，透水蒸气速率可接近2000g﹒μm/(m²﹒24h)，并且在制备阻隔性薄膜时采用传统的制膜工艺生产，工艺简单，生产成本较低，具有推广前景；

2. 申请日为2009年12月07日，申请号为200910227120.4，公开号为CN 101717553 A，公开日为2010年6月2日，专利名称为“一种高阻隔复合材料及其制备工艺”，以工业硅酸钠为前驱物、盐酸为沉淀剂，制备了纯纳米SiO₂，并将0.1～10份改性剂对0.5～20份SiO₂进行原位改性，得到不同形貌的改性纳米SiO₂，再与100份乙烯-乙烯醇共聚物树脂在160～250℃下采用双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒而成复合材料，该复合材料可通过吹膜、挤出、压延、注塑、模压等工艺制备成薄膜、片材、板材、瓶、密封盒、密封圈等。该复合材料及其制品具有优异的阻隔性能，力学性能和热稳定性能且价格低廉，可用于不同阻隔性能要求的包装和电气设备等应用领域，尤其是包装领域；

3. 申请日为2008年12月29日，申请号为200810208099.9，公开号为CN 101768302 A，公开日为2010年7月7日，专利名称为“高阻隔性聚乙烯/尼龙6原位纳米复合材料的制备方法”，该方法运用螺杆挤出机将聚乙烯、己内酰胺、经插层处理的蒙脱土、相容剂、阴离子引发剂和助催化剂一起反应挤出，工艺路线简单，能够实现高阻隔性聚乙烯/尼龙6原位纳米复合材料的大批量生产，所制得的纳米复合材料中纳米材料分散均匀，对空气、烃类溶剂、湿气具有优良的阻隔性能，可加工成对阻隔性要求较高的薄膜、容器和瓶子等。

以上研究是通过不同材料制成复合材料提高了材料的阻隔性能，到目前为止，还没有关于石墨烯的阻隔性能的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯涂覆膜的制备方法，解决了现有技术中存在的聚合物薄膜气体阻隔性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种氧化石墨烯涂覆膜的制备方法：将氧化石墨烯加入水中，在20—45℃条件下边超声处理边搅拌得到氧化石墨烯的胶体悬浮液，其中1mL水中加入1mg氧化石墨烯；通过喷涂或辊压的方式将氧化石墨烯的胶体悬浮液涂覆在通用薄膜表面，干燥后形成氧化石墨烯薄膜，涂覆若干层氧化石墨烯薄膜，待最上面一层氧化石墨烯涂层干燥形成薄膜后，再在最上面一层氧化石墨烯薄膜上覆盖一层通用薄膜，即得到氧化石墨烯涂覆膜。

其中，在两层通用薄膜之间涂覆1～3层氧化石墨烯薄膜。

其中，每层氧化石墨烯薄膜的厚度为0.8～1.2μm。