[發明專利]一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710882308.7
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107722310A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 孫耀明;彭曉華;陳壽;唐武飛;張玲;王鑫;涂建國
• 申請（專利權）人: 深圳八六三計劃材料表面技術研發中心;深圳市通產麗星股份有限公司
• 主分類號: C08J5/06
• 分類號: C08J5/06;C08L33/12
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙)44268
• 代理人: 王永文,劉文求

技術領域

本發明涉及塑料材料領域，尤其涉及一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法。

背景技術

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗稱亞克力或二甲苯玻璃，是重要的熱塑性塑料，由于PMMA透明性好、密度小、質量輕，具有非常好的力學性能、耐候性和光學性能，近年來在航天航空領域也得到廣泛的應用。但是PMMA作為高分子材料，它的耐熱性能、韌性和阻燃性能等仍然不夠理想，為了擴展PMMA的應用范圍，需要對PMMA進行改性。

石墨烯是一種新型的二維納米碳材料，具有優異的電性能、機械性能和熱性能等，因此，將其作為納米填料組分加入PMMA中，可以有效改善PMMA的熱學、力學和阻燃性能。但石墨烯一般為圓片狀，直徑數百納米，尺寸較小，性能提升有限；而且傳統方法分散效果較差，導致其在PMMA中分散性極差，進一步降低其增強效果，而且可能存在分層現象，更進一步降低了其光學性能。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供涉及一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，旨在解決現有的傳統石墨烯在添加到PMMA中對PMMA進行改性時，分散效果不佳，改性后的PMMA力學和光學性能差的問題。

本發明的技術方案如下：

一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，包括步驟：

將碳纖維置于真空或惰性氣體保護氣氛中熱處理并拉伸，得到拉伸的碳纖維；

將聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲苯溶劑中，得到分散液；

對拉伸后的碳纖維進行裁剪處理并將裁剪后的碳纖維加入到所述分散液中，攪拌，得到混合物；

將所述混合物投入多輥研磨機研磨，得到條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料漿料；

將所述條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料漿料加入乙醇中，依次經過離心、水洗、烘干處理，得到條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述碳纖維未經過表面處理且不含保護層，碳含量大于或等于95%。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料，其中所含條帶狀石墨烯的長度為1-500μm，寬度為0.1-2μm，層數為1-10層。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述二甲苯溶劑、聚甲基丙烯酸甲酯、拉伸的碳纖維的比例為100ml：1-10g：0.01-1g。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述熱處理溫度為2500℃-3000℃，熱處理時間為4-7h。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述將碳纖維置于真空或惰性氣體保護氣氛中熱處理，并拉伸，拉伸幅度為所述碳纖維尺寸的0.5-1.5%。

所述的條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，其中，所述多輥研磨機的研磨輥由氧化鋁或氧化鋯陶瓷制備。

有益效果：本發明采用高溫對碳纖維進行熱處理并對其進行拉伸，將拉伸后的碳纖維進行剪裁處理，將剪裁后的碳纖維加入到溶解有聚甲基丙烯酸甲酯的二甲苯溶液中，攪拌均勻得到混合物，將混合物通過多輥研磨機研磨一步制備出條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料，同時也將石墨烯進行了改性，使改性后的石墨烯均勻分散在PMMA中，相比傳統的圓片狀石墨烯，改性后的條帶狀石墨烯可以顯著提高PMMA復合材料的力學性能，同時使PMMA復合材料具有一定的增強阻燃性。

附圖說明

圖1為本發明所述條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法較佳實施例的流程圖。

具體實施方式

本發明提供了一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1，圖1為本發明一種條帶狀石墨烯增強聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的制備方法的流程圖，如圖所示，其包括步驟：

S1、將碳纖維置于真空或惰性氣體保護氣氛中熱處理并拉伸，得到拉伸的碳纖維；

S2、將聚甲基丙烯酸甲酯溶于二甲苯溶劑中，得到分散液；