[发明专利]一种塑料增强用石墨烯硅酸钙纤维复合材料及制备方法

摘要

本发明的目的在于提出一种塑料增强用石墨烯硅酸钙纤维复合材料及制备方法，将石墨烯分散于硅源溶液，然后加入钙源进行水热反应，在形成硅酸钙纤维的过程中，石墨烯均匀负载于硅酸钙纤维内核，有效地解决了石墨烯难以分散于聚合物的技术难题，可以直接用于高分子聚合物材料的改性，石墨烯作为增强材料，与硅酸钙纤维紧密负载，实现了优异的增强作用，同时提高高分子材料的力性能、热性能、电性能及电磁屏蔽等性能，得到性能优异的高分子纳米复合材料。

主权项

1.一种塑料增强用石墨烯硅酸钙纤维复合材料的制备方法，具体操作按下列步骤进行：（1）以石墨粉为原料，采用常规石墨烯制备方法获得具有水溶性的氧化石墨烯；将氧化石墨烯溶于去离子水中，石墨烯与水质量比为1:200~2000，机械搅拌加超声波处理30~90min，得到氧化石墨烯分散液；（2）将硅源材料混合于步骤（1）制备的氧化石墨烯分散液；将所述混合物进行湿法砂磨，得到悬浮液或者溶液；所述湿法球磨的工艺为：料球比为1:4~8，时间为1~2小时，湿法砂磨的目的是让石墨烯进一步分散和剥离，并与硅源材料形成悬浊液或者溶液；所述硅源选硅酸钠、硅酸钾、硅酸铵、硅酸中的一种，硅源浓度以硅计控制为0.05~0.9mol/L；（3）将步骤（2）中的含有混合硅源材料和氧化石墨烯的液体装入高压反应釜，开启高压釜机械搅拌器，转速120~180r/min，加热至30~50℃，加入钙源，加入铵源，进一步的，升温至120~240℃，压力控制在2~8MPa，搅拌转速为120~1200r/min，反应20~120min后快速降温，在形成硅酸钙纤维的过程中，石墨烯均匀负载于硅酸钙纤维内核表面，形成石墨烯硅酸钙纤维复合材料；出釜产物离心后，取沉淀用去离子水清洗3~5次，再醇清洗1~3次，直到混合液中离子被彻底洗去；所述钙源为氢氧化钙、氯化钙中的一种，钙源浓度以钙计控制为0.04~0.8mol/L，所述铵源选自氨水、碳酸氢铵、尿素、二乙醇胺、三乙醇胺、硝酸铵中的一种；（4）将步骤（3）清洗后的产物进行干燥，干燥至含水量低于0.1wt%装袋。