[发明专利]含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物及其制备方法。

背景技术

高分子复合材料以其优异的综合性能，作为玻璃、陶瓷甚至是金属材料的替代品在生产生活中得到了越来越广泛的应用。特别是塑料制品在生活中的各种包装应用(如：食品包装、药品包装)以及液体、气体储存容器应用方面等。然而通用的包装材料以及储存容器材料的密封性能和机械性能仍然难以满足实际使用要求，因包装密封性不好以及所用替代材料的价格昂贵等因素造成的资源浪费高达10亿元/年。因此提高包装材料以及储存容器材料的密封性能和机械性能一直是国内外密封性要求高的行业研究的重点和热点。

目前高分子复合材料的阻隔技术中，多用纳米片层材料作为填充体系，利用聚合物基体与填充料之间的界面作用和填充料在聚合物中引起的气体渗透“多路径效应”或“纳米阻隔墙”，有效的提高聚合物材料的阻隔性能。

目前现有制备阻隔性材料的主要方法有以下几种：

申请日为：2011.01.06，申请号为：201110001525.3，公开号为：CN102173145A，公开日期为：2011.09.07，专利名称为：“一种氧化石墨烯涂覆膜的制备方法”，以氧化石墨烯为涂敷料，在通用聚苯乙烯薄膜上涂覆多层氧化石墨烯，用以提高薄膜材料的气体阻隔性。

申请日为：2002.09.19，申请号为：02137053.2，授权公告号为：CN1169880C,授权公告日期为：2004.10.06，专利名称为“高阻隔性尼龙复合材料的制备方法”，以高阻隔性金属鳞片作为填料，利用双螺杆挤出工艺实现尼龙6/金属鳞片的复合，而制得高阻隔性复合材料。

申请日为2005.05.20，申请号为：200510031564.2，公开号为：CN1754908A，公开日期为：2006.04.05，专利名称为“HDPE/PA-6高阻隔性聚合物层状共混材料”，用高密度聚乙烯和尼龙6，加入相容剂，然后利用双螺杆挤出工艺制备得到高阻隔性的材料。

申请日为：2009.08.27，申请号为：200910065952.0，授权公告号为：CN101633761B,授权公告日为：2012.08.08，专利名称为“一种阻隔性聚丙烯复合材料及其制备方法”，以聚丙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、相容剂为原料，共混制备得到阻隔性复合材料。

申请日为：2005.08.15，申请号为：200580035390.5，授权公告号为：CN101039801B,授权公告日为：2010.05.30，PCT申请公布数据：W02006/019083JA2006.02.23，PCT申请的申请数据：PCT/JP2005/0149262005.08.15,PCT申请进入国家阶段日：2007.04.16.专利名称为“气体阻隔性叠层薄膜及其制造方法”，首先是在薄膜层上镀一层无机氧化物蒸镀膜，再在改蒸镀膜上涂覆一层气体阻隔性膜，干燥后就行成了阻隔性叠层薄膜。

申请日为：2006.05.30，申请号为：200610051697.0，授权公告号为：CN100415508C,授权公告日为2008.09.03，专利名称为“一种高阻隔性自组装多层复合薄膜的制备方法”，首先是对基底曾进行电化处理，然后利用静电沉积原理实现阴阳电解质的组装沉积，得到自组装膜，最后复合上热封层，就得到了高阻氧阻水的多层复合薄膜。

申请日为：2011.10.24，申请号为：201110325321.5，申请公布号为：CN102382429A,申请公布日为：2012.03.21，专利名称为“一种聚对苯二甲酸乙二醇酯阻隔性复合材料及其制备工艺”，以PET、阻隔性尼龙、纳米蒙脱土、界面相容剂为原料，制备得到阻隔性复合材料。

以上研究有些是通过不同材料共混制备的到复合材料，从而提高其阻隔性能；有些是通过添加阻隔性填料和多重工艺手段来提高其阻隔性。

石墨烯是近年来研究最为火热的二维平面结构材料，不仅在电学、热学、力学性能方面表现优异，因其平面结构在阻隔性能方面也倍受青睐。石墨烯应用于聚合物中增强其阻隔性能已有较少的报道，其中石墨烯纳米片在聚合物中的分散方向是其阻隔性能的关键。

但是，目前的技术，石墨烯纳米片在聚合物中的随机分散，缺乏良好的平面取向结构，仍然无法实现良好的阻隔效果。本发明通过在石墨烯表面引入磁性纳米粒子，然后在外磁场作用下实现其在聚合物中的平面取向分散，最终实现其优异的阻隔性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种含有取向排列的磁性氧化石墨烯片的聚合物及其制备方法，以克服限现有技术存在的缺陷。