[發明專利]功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒及其制備方法

在審

• 申請號: 202011420041.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112457558A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 徐歡;沈寶龍;郭志君;李雅茹;孔祥瑄;孫洪振;韓廣東;崔金聲
• 申請（專利權）人: 浩珂科技有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L91/06;C08L33/04;C08L51/04;C08L77/06;C08L67/02;C08K3/04;C08K3/36;C08K5/098;C08K5/134;C08K5/526;C08K13/02;C08J3/22
• 代理公司: 濟寧匯景知識產權代理事務所(普通合伙) 37254
• 代理人: 孫兆乾

1.功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述母粒包括以下組分及其重量份：

高分子基體 60?90份；

石墨烯量子點 5?30份；

第二功能填料 1?20份；

表面處理劑 0.06?5份；

填料包覆劑 1?20份；

加工助劑 0.5?20份。

2.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述高分子基體為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇縮甲醛、聚氯乙烯、聚氨酯、聚乙烯和聚丙烯中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述石墨烯量子點的徑向尺寸為5?10 nm，厚度為0.5?5 nm。

4.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述第二功能填料為超細遠紅外粉、超細托瑪琳粉、納米鈦白粉、超細二氧化硅、超細貝殼粉、超細電氣石粉、納米銀和納米氧化鋅中的至少一種。

5.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述表面處理劑為硅烷偶聯劑，或者表面處理劑為十八烷基胺、異氰酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯偶聯劑中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，表面處理劑采用硅烷偶聯劑時，其與石墨烯量子點和第二功能填料總量的重量比為2:100?10:100；表面處理劑采用十八烷基胺、異氰酸酯、鋁酸酯或鈦酸酯偶聯劑時，其與石墨烯量子點和第二功能填料總量的重量比為1:100?5:100。

7.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述填料包覆劑為石蠟、熱塑性彈性體（TPE）、聚烯烴彈性體（POE）、聚乙烯蠟、三元乙丙橡膠（EPDM）、苯乙烯類熱塑性彈性體（SBS）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、丁苯橡膠（SBR）、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物（EEA）、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物（EBA）和聚酯彈性體（TPEE）中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒，其特征在于，所述加工助劑為環氧大豆油、ACR、CPE、MBS、SMA、白油、硬脂酸、硬脂酸鹽、抗氧劑168、抗氧劑300、抗氧劑1010和硫代二丙酸二月桂酯（DLTDP）中的至少一種。

9.如權利要求1-8任一項所述的功能纖維用石墨烯量子點改性高分子母粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.微波水熱合成石墨烯量子點：將石墨加入酸性水溶液中，攪拌均勻后，緩慢加入氧化劑，放入微波反應釜中反應，得到以石墨烯量子點為主的分散液；

S2.制備石墨烯量子點粉體：待自然冷卻后取出S1所制得的石墨烯量子點分散液，過濾未反應的大顆粒后獲得僅含石墨烯量子點的濾液，所用過濾膜尺寸為25?100 nm，將濾液轉移至透析袋內透析，并升溫至60?150℃烘干獲得粉末狀石墨烯量子點；

S3.高剪切熔融共混：在120?300 ℃下，將高分子基體、石墨烯量子點、第二功能填料、表面處理劑、填料包覆劑和加工助劑按比例在高剪切強度下進行熔體共混，共混過程的輸出能量與所有的混合物質量之比為0.1?5 kWh/kg，再經冷卻切粒或直接造粒，獲得高分散石墨烯量子點改性的功能母粒。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的石墨為鱗片石墨、球形石墨、可膨脹石墨和膨脹石墨中的至少一種，酸性水溶液為硝酸、鹽酸、硫酸和磷酸中的至少一種，氧化劑為雙氧水、檸檬酸、硫酸、高錳酸鉀、高氯酸鉀、硝酸、次氯酸、過氧化鉀和過氧化鈉中的至少一種，微波輔助水熱反應溫度為120?250℃，釜內壓力為10?100 bar，反應時間為3?120分鐘。