本发明属于复合材料技术领域，涉及一种聚烯烃-石墨烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
石墨烯是由单层碳原子采用sp2杂化堆积而成的蜂巢状晶体点阵，是典型的二维纳米材料，其厚度仅为0.35nm。这种特殊的结构使其表现出优异的力学性质、奇特的电学性质和良好的热学性质，而且具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应和超高的电导率等性质，在航空航天、新材料、电力、电子等领域具有良好的应用前景。
在石墨烯的实际应用研究中，聚合物/石墨烯纳米复合材料被认为是最具有应用前景的方向之一。研究发现，当以石墨烯为添加剂时，添加量较低时即可使聚合物的性能得到大幅增强。在日常生活中，聚烯烃类塑料由于具有易加工、耐腐蚀、廉价、质轻、综合性能优越等优点而被广泛使用，因此开发聚烯烃/石墨烯复合材料具有重大的理论和现实意义。然而，石墨烯比表面积巨大并且片层之间存在固有的范德华力，因而石墨烯极易团聚；另外，聚烯烃是非极性高聚物，与石墨烯的相容性差，使得石墨烯很难在聚烯烃中有效剥离。因此，石墨烯在聚烯烃基体中的均匀分散是制备聚烯烃/石墨烯纳米复合材料的关键问题。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种聚烯烃-石墨烯复合材料的制备方法以及由上述方法制备的复合物。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种聚烯烃-石墨烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)称量以重量份数计的下列组分：聚烯烃100份、石墨烯10～25份、三甲基氯硅烷5～10份，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于60～90℃加热2～4小时，得到预活化料；
(3)称量以重量份数计的纳米氧化锌1～5份和纳米二氧化硅1～5份，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在惰性气体气氛中于100～150℃活化0.5～2小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
优选的，在上述制备方法中，步骤(1)中所述聚烯烃选自聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)中的任意一种。
优选的，在上述制备方法中，步骤(3)中所述纳米氧化锌的粒径为100～200nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤(3)中所述纳米二氧化硅的粒径为100～150nm。
优选的，在上述制备方法中，步骤(3)中所述惰性气体选在氮气、氖气、氩气中的任意一种。
一种通过上述方法制备的聚烯烃-石墨烯复合材料。
与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有以下优点：本发明的复合材料成功解决了石墨烯易团聚的问题，同时优化了聚合物(聚烯烃)和石墨烯材料之间的相容性，并且制备方法简单易行，适合大规模生产应用，极具市场前景。
具体实施方式
下面实施例将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：聚烯烃-石墨烯复合材料的生产。
(1)称量聚乙烯100g、石墨烯10g、三甲基氯硅烷5g，并将称量后的物料于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于60℃加热4小时，得到预活化料；
(3)称量纳米氧化锌(粒径100nm)1g和纳米二氧化硅(粒径100nm)1g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氮气气氛中于100℃活化2小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
实施例2：聚烯烃-石墨烯复合材料的生产。
(1)称量聚氯乙烯100g、石墨烯25g、三甲基氯硅烷10g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于70℃加热3.5小时，得到预活化料；
(3)称量纳米氧化锌(粒径110nm)5g和纳米二氧化硅(110nm)5g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氮气气氛中于110℃活化1.5小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
实施例3：聚烯烃-石墨烯复合材料的生产。
(1)称量聚丙烯100g、石墨烯15g、三甲基氯硅烷8g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于80℃加热3小时，得到预活化料；
(3)称量纳米氧化锌(粒径130nm)2g和纳米二氧化硅(粒径130nm)2g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氖气气氛中于120℃活化1小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
实施例4：聚烯烃-石墨烯复合材料的生产。
(1)称量乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100g、石墨烯25g、三甲基氯硅烷7g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于90℃加热2小时，得到预活化料；
(3)称量纳米氧化锌(粒径160nm)5g和纳米二氧化硅(粒径140nm)5g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氩气气氛中于140℃活化0.5小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
实施例5：聚烯烃-石墨烯复合材料的生产。
(1)称量乙烯-丙烯酸甲酯共聚物100g、石墨烯20g、三甲基氯硅烷8g，并将称量后的组分于室温混合均匀，得到混合料；
(2)将步骤1中得到的混合料于70℃加热3小时，得到预活化料；
(3)称量纳米氧化锌(粒径200nm)3g和纳米二氧化硅(粒径150nm)3g，并与步骤2中得到的预活化料于室温混合均匀，然后在氩气气氛中于150℃活化0.5小时，得到聚烯烃-石墨烯复合材料。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式；相反，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围旨在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。