[发明专利]一种氧化石墨烯增强的PVC/CPE复合管材及其制备方法

摘要

本发明公开了一种氧化石墨烯增强的PVC/CPE复合管材及其制备方法。该复合管材由聚氯乙烯和氯化聚乙烯以及氧化石墨烯三种主要成分组成。具体是将浓硫酸加入反应釜，边搅拌边加入石墨粉和硝酸钠固体混合物，接着加入高锰酸钾，升温反应，再加入去离子水、双氧水，待反应液变为亮黄色后出料，洗涤、干燥得氧化石墨烯。将氧化石墨烯和偶联剂在高速搅拌作用下对氧化石墨烯进行表面改性。改性后的氧化石墨烯与PVC、CPE高速混合均匀，冷却出料；双螺杆挤出机料斗，170‑200℃下挤出管胚，真空定径和喷淋冷却成型，定长切割。采用本方法所制备的复合管材，氧化石墨烯能均匀地分散在聚合物基体中，极好地改善了复合管材的拉伸强度和弯曲强度以及冲击强度。

主权项

1.一种氧化石墨烯增强的PVC/CPE复合管材的制备方法，该复合管材包括聚氯乙烯和氯化聚乙烯以及氧化石墨烯三种主要成分，并且氧化石墨烯经过偶联剂表面处理，其中，PVC/CPE作为复合管材的基体，氧化石墨烯作为复合管材的增强剂，偶联剂为硅烷偶联剂KH540、KH550、KH560、KH570、KH590、KH792、A151、A171、A172、Si563、Si602中的任意一种，所述的氧化石墨烯与偶联剂的质量比范围为50~120：0.5~5，其特征在于，具体制备方法如下：（1）将浓硫酸加入反应釜，控制温度在0‑3℃，边搅拌边加入石墨粉和硝酸钠固体混合物，接着加入高锰酸钾，在10‑20℃反应45‑60min，然后升温到30‑40℃，继续反应25‑45min，再加入去离子水，续拌15‑30min后，加入双氧水，反应10‑20min，反应液变为亮黄色之后出料，将反应液过滤、洗涤、干燥得到氧化石墨烯；（2）将步骤（1）得到的氧化石墨烯和偶联剂加入连续式粉体表面改性机，在1200r/min的高速搅拌作用下对氧化石墨烯进行表面改性，搅拌20min后出料，然后将表面改性后的氧化石墨烯与PVC、CPE以及助剂加入到高速搅拌机，设定搅拌速度为1000r/min，在70‑110℃温度范围内高速混合20min，然后转低速搅拌10min，冷却后出料，所述的PVC和CPE以及表面处理后的氧化石墨烯的质量比范围为50~120：5~50：0 .1~30；(3) 将步骤（2）得到的混合料加入双螺杆挤出机料斗，在螺杆转速为15‑30r/min，温度为170‑200℃工艺条件下挤出管胚，再进行真空定径和喷淋冷却成型，最后定长切割，制备得到氧化石墨烯增强的PVC/CPE复合管材。