[发明专利]一种防水卷材专用石墨烯母料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种防水卷材专用石墨烯母料及制备方法。

背景技术

防水卷材是建筑施工中常用的材料，主要用于建筑屋面、地下工程等的防水施工，对抵御雨水、地下水的渗漏起着至关重要的作用。石墨烯是一种由碳原子紧密堆积而成的二维晶体材料，因其具有独特的结构，优异的力学、化学及热学等性能成为许多人研究的热点。但是传统的防水卷材在耐高温性方面则不够理想，遇到高温时，防水卷材的强度会大大降低。石墨烯用于防水卷材的制备，可以使防水卷材在高温情况下依旧保持良好的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防水卷材专用石墨烯母料及制备方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：

一种防水卷材专用石墨烯母料及制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、按重量份计，将10-15份石墨粉、5-10份硝酸钠、20-25份高氯酸钾投入浓硫酸溶液中，并搅拌均匀，搅拌时间为5-10分钟，将混合物用离心机离心、沉淀后用去离子水反复洗涤至中性，并用微波加热干燥，即得混合石墨烯粉末；

B、将所得混合石墨烯粉末置于乙醇蒸汽中5-8分钟，取出后进行冻干处理，即得改性石墨烯粉末；

C、将改性石墨烯粉末加入到混合酸溶液中，并在超声振动辅助下进行均匀搅拌，搅拌时间为3-6分钟，将混合物用离心机离心、沉淀，并用去离子水反复洗涤至中性，即得酸化石墨烯粉末；

D、将所得酸化石墨烯粉末投入到硅烷溶液中搅拌5-10分钟，并放入红外真空烘箱中进行干燥处理，取出后用氢氧化钠溶液调节pH值为7，即得石墨烯溶液；

E、将所得石墨烯溶液干燥后与0.2-0.3份石蜡、0.2-0.3份硬脂酸、0.5-1份填充油、0.5-1份抗紫外剂、0.5-1份抗氧剂加入到高速开炼机中，在70-80℃温度下共混，共混时间为20-25分钟，共混后通过挤出机造粒，即得防水卷材专用石墨烯母料。

石墨烯极易分散于乙醇中，通过乙醇蒸汽可以过滤掉石墨烯的杂质，从而增加石墨烯的纯度，并且使石墨烯分散效果更佳。

优选地，所述的步骤C中混合酸的组成为：98％的浓硫酸、65％的浓硝酸、37％的浓盐酸按照体积比3:2:2混合。

优选地，所述的步骤B中进行冻干处理所使用的介质为液氮。

优选地，所述的步骤B中，混合石墨烯粉与乙醇蒸汽的混合在高压加热炉中进行。

高压处理通过促进石墨烯分散于乙醇中，从而进一步提升石墨烯的分散效果。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种防水卷材专用石墨烯母料及制备方法，主要解决传统工艺中石墨烯分散效果不佳的缺点，将该石墨烯母料在制备防水卷材中使用，可以显著提高防水卷材的耐高温性。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1

按重量份计，将10份石墨粉、5份硝酸钠、20份高氯酸钾投入浓硫酸溶液中，并搅拌均匀，搅拌时间为5分钟，将混合物用离心机离心、沉淀后用去离子水反复洗涤至中性，并用微波加热干燥，即得混合石墨烯粉末；

将所得混合石墨烯粉末置于乙醇蒸汽中5分钟，混合石墨烯粉与乙醇蒸汽的混合在高压加热炉中进行，取出后使用液氮进行冻干处理，即得改性石墨烯粉末；

将改性石墨烯粉末加入到混合酸溶液中，混合酸的组成为：98％的浓硫酸、65％的浓硝酸、37％的浓盐酸按照体积比3:2:2混合；并在超声振动辅助下进行均匀搅拌，搅拌时间为3分钟，将混合物用离心机离心、沉淀，并用去离子水反复洗涤至中性，即得酸化石墨烯粉末；

将所得酸化石墨烯粉末投入到硅烷溶液中搅拌5分钟，并放入红外真空烘箱中进行干燥处理，取出后用氢氧化钠溶液调节pH值为7，即得石墨烯溶液；

将所得石墨烯溶液干燥后与0.2份石蜡、0.2份硬脂酸、0.5份填充油、0.5份抗紫外剂、0.5份抗氧剂加入到高速开炼机中，在70℃温度下共混，共混时间为20分钟，共混后通过挤出机造粒，即得防水卷材专用石墨烯母料。

实施例2