一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法与流程

本发明属于硬脂酸锌复合材料
技术领域：
，尤其涉及一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
：硬脂酸锌(Zincstearate)，又名十八酸锌或脂蜡酸锌，分子式为C36H70O4Zn，分子量为632.33，白色粉末，不溶于水，溶于热的乙醇、苯、甲苯或松节油等有机溶剂；遇到酸分解成硬脂酸和相应的盐；在干燥的条件下有火险性，在湿润的条件下有吸湿性。通常可分为固性硬脂酸锌和水性硬脂酸锌。硬脂酸锌的生产方法有两种：水法和熔融法。通常来说，水法生产的硬脂酸锌显酸性，熔融法显碱性。水法又称湿法在水为介质的条件下，加入催化剂，控制一定的温度、压力，然后加入金属氢氧化物，通过催化剂将金属离子置换到催化剂上，然后通过催化剂本身再置换到硬脂酸上，从而达到生成金属盐的目的。熔融法又称干法，是指在催化剂存在的条件下，在熔融的硬脂酸中直接加入金属氧化物(氧化锌)，控制一定的温度压力及搅拌速度，通过反应得到硬脂酸盐。硬脂酸锌是用在很多聚合物中的一类具有多种功能的添加剂，基于它独特而多样化的理化特性，已在塑料、涂料、润滑脂、纺织、建筑、造纸、颜料等诸多重要领域获得广泛而重要的应用，并且不断地有新的应用途径被开发出来，其主要应用领域是涂料、塑料和橡胶工业；如可在树脂领域用作热稳定剂、润滑剂、润滑脂、促进剂或增稠剂等，通常作为PVC树脂热稳定剂。PVC(聚氯乙烯)是目前世界上仅次于聚乙烯用量最大、用途最广的塑料之一，并以其阻燃、绝缘、耐磨损等性能赢得了广阔的市场。PVC树脂及其制品由于自身的结构缺陷，存在着容易热降解和老化的缺点，其加工温度160℃以上比分解温度120℃还高；因此，要将PVC将变成制品，就必须在加工成型过程中添加热稳定剂，以延缓或阻止PVC树脂的热降解，而聚氯乙烯热老化的主要原因就是受热分解脱去小分子，硬脂酸锌一方面可以捕获脱落下来的氯化氢，另一方面还能置换中存在的烯丙基氯中的氯原子，生成比较稳定的酯，从而消除了聚合材料中脱氯化氢的引发源。因此，领域内通常选择硬脂酸锌作为PVC塑料的热稳定剂和润滑剂。鉴于硬脂酸锌的重要用途，行业内一直对硬脂酸锌进行进一步的改性，从而提高其性能或拓展其应用领域，而且硬脂酸锌的制备工艺也是限制其继续发展的瓶颈，硬脂酸锌的生产工艺主要分为复分解法和熔融法两种，在国内的生产厂家中通常采用复分解工艺。这种方法所用到的原料有硬脂酸、硫酸锌、烧碱等原料，经过复分解反应后，水洗，甩干，烘干等一些列的工艺最后得到成品。虽然其反应条件温和，通过控制反应温度、等工艺条件，可以获得色泽好、纯度较高的金属皂产品，但其自身有着不可避免的缺陷--产能低且能耗高，如反应物料液-固比高，生产效率低；需要耗用大量水进行洗涤，并排放大量含盐并夹带有机物的废水；干燥能耗大，且产品表观密度小，粉尘飞扬严重；更重要的是复分解法生产的硬脂酸锌在涂料中表现很差的透明度，无法得到广泛应用。因此，如何得到一种具有更好性能的改性硬脂酸锌材料，尤其是还能够解决传统制备方法上的缺陷，已成为行业内诸多一线生产研发人员和业内厂商亟待解决的重要问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法，本发明提供的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料具有较好的热稳定性，而且制备方法工艺简单，条件温和，安全环保，适合大规模工业化生产。本发明提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，包括硬脂酸锌和复合在硬脂酸锌表面的氧化石墨烯。优选的，所述硬脂酸锌为片状硬脂酸锌；所述氧化石墨烯的厚度为0.1～0.5nm；所述硬脂酸锌与所述氧化石墨烯的质量比为1000：(1～50)。优选的，所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的片径为4～12μm；所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的厚度为30～70nm。本发明提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将氧化石墨烯、与水互溶的有机溶剂以及水经过分散后，得到氧化石墨烯分散液；B)将上述步骤得到的氧化石墨烯分散液和锌源混合后，得到前驱体溶液；C)将上述步骤得到的前驱体溶液与硬脂酸进行反应后得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。优选的，所述氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的质量分数为0.5‰～5‰；所述与水互溶的有机溶剂包括醇类溶剂、胺类溶剂、酮类溶剂和高分子聚合物溶剂中的一种或多种；所述与水互溶的有机溶剂和水的质量比为(0.01～1)：1。优选的，所述锌源为锌源溶液；所述锌源溶液的浓度为0.01～0.5mol/L；所述锌源包括乙酸锌、氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和高氯酸锌中的一种或多种；所述氧化石墨烯与所述锌源中锌离子的质量比为1：(1～10)。优选的，所述混合为超声分散；所述混合的温度为20～60℃；所述混合的时间为10～60min。优选的，所述步骤C)具体为：向上述步骤得到的前驱体溶液中缓慢加入硬脂酸有机溶液，进行反应后得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料；所述硬脂酸与所述锌源中锌离子的摩尔比为(1.5～2.5)：1；所述反应的温度为60～100℃；所述反应的时间为90～150min。优选的，所述硬脂酸有机溶液的浓度为0.1～0.3mol/L；所述硬脂酸有机溶液中的溶剂包括醇类溶剂、苯类溶剂、多元烷类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种；所述缓慢加入的速率为0.3～0.7mL/s。本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料或上述技术方案任意一项所制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料在橡胶制品或树脂助剂领域中的应用。本发明提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，包括硬脂酸锌和复合在硬脂酸锌表面的氧化石墨烯。与现有技术相比，本发明针对现有的硬脂酸锌的性能需要进一步提升的现状，将硬脂酸锌与氧化石墨烯进行复合，得到了微米级别的片状硬脂酸锌复合材料，大小均一，形貌规整，氧化石墨烯通过化学键作用包覆在硬脂酸锌表面，形成氧化石墨烯包覆硬脂酸锌片的包覆结构，或是“硬脂酸锌-石墨烯-硬脂酸锌”的层状叠加结构，本发明提供的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料具有更好的热稳定性和润滑性。实验结果表明，本发明制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料相比普通硬脂酸锌，热稳定性能提高达到了116％。附图说明图1为本发明实施例1制备硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的工艺流程简图；图2为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的XRD射线衍射图谱；图3为本发明实施例1制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片；图4为本发明实施例2制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片；图5为常规的硬脂酸锌的扫描电子显微镜照片；图6为本发明实施例3制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片。具体实施方式为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或硬脂酸锌和氧化石墨烯领域内使用的常规纯度。本发明提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，包括硬脂酸锌和复合在硬脂酸锌表面的氧化石墨烯。本发明对所述硬脂酸锌没有特别限制，以本领域技术人员熟知的硬脂酸锌材料即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述硬脂酸锌材料优选为片状硬脂酸锌材料。本发明对所述氧化石墨烯没有特别限制，以本领域技术人员熟知的氧化石墨烯材料即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整料。本发明对所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的大小尺寸没有特别限制，以本领域技术人员熟知的硬脂酸锌复合材料的大小尺寸即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的片径优选为4～12μm，更优选为6～10μm，最优选为7～9μm；本发明所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的厚度优选为30～70nm，更优选为40～60nm，最优选为45～55nm。本发明对所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的氧化石墨烯层的具体条件没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述氧化石墨烯的厚度优选为0.1～0.5nm，更优选为0.2～0.4nm，最优选为0.25～0.35nm。本发明对所述硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的质量比没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述硬脂酸锌与所述氧化石墨烯的质量比优选为1000：(1～50)，更优选为1000：(5～40)，最优选为1000：(15～30)。本发明对所述复合没有特别限制，以本领域技术人员熟知的复合定义即可，本发明优选为包覆、半包覆、层叠、沉积、掺杂或生长，更优选为包覆、半包覆或层叠，最优选为包覆或层叠。本发明对所述包覆和层叠没有特别限制，以本领域技术人员熟知的包覆和层叠定义即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整。本发明提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将氧化石墨烯、与水互溶的有机溶剂以及水经过分散后，得到氧化石墨烯分散液；B)将上述步骤得到的氧化石墨烯分散液和锌源混合后，得到前驱体溶液；C)将上述步骤得到的前驱体溶液与硬脂酸进行反应后得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。本发明首先将氧化石墨烯、与水互溶的有机溶剂以及水经过分散后，得到氧化石墨烯分散液。本发明对所述氧化石墨烯没有特别限制，以本领域技术人员熟知的氧化石墨烯即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整；本发明对所述氧化石墨烯的来源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的制备方法制备或市售购买即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整。本发明对所述与水互溶的有机溶剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的与水互溶的有机溶剂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述与水互溶的有机溶剂优选包括醇类溶剂、胺类溶剂、酮类溶剂和高分子聚合物溶剂中的一种或多种，更优选为乙醇、丙酮、甲苯或乙醚，最优选为乙醇。本发明对所述与水互溶的有机溶剂的加入量没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规配比即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述与水互溶的有机溶剂和水的质量比优选为(0.01～1)：1，更优选为(0.1～0.9)：1，更优选为(0.3～0.7)：1，最优选为(0.4～0.6)：1。本发明对所述氧化石墨烯的加入量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯的质量分数优选为0.5‰～5‰，更优选为1‰～4‰，最优选为2‰～3‰。本发明对所述分散的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分散方法即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述分散优选为超声分散。本发明对所述分散的时间没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分散时间即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述分散的时间优选为10～40min，更优选为15～35min，最优选为20～30min。本发明对所述分散的频率没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分散频率即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、复合情况以及产品性能进行选择和调整，本发明所述分散的频率优选为20～80KHz，更优选为30～60KHz，最优选为40～50KHz。本发明上述步骤得到了氧化石墨烯在水和有机溶剂中两相分散液，然后将该氧化石墨烯分散液和锌源混合后，得到前驱体溶液。本发明对所述锌源没有特别限制，以本领域技术人员熟知的锌源即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述锌源优选包括乙酸锌、氯化锌、硝酸锌、硫酸锌和高氯酸锌中的一种或多种，更优选为乙酸锌、氯化锌、硝酸锌、硫酸锌或高氯酸锌，最优选为乙酸锌。本发明对所述锌源的加入比例没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述氧化石墨烯与所述锌源中锌离子的质量比优选为1：(1～10)，更优选为1：(3～8)，最优选为1：(4～7)。本发明为进一步提高混合效果以及后期的反应效果，所述锌源优选为锌源溶液。本发明对所述锌源溶液的浓度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规浓度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，本发明所述锌源溶液的浓度优选为0.01～0.5mol/L，更优选为0.05～0.4mol/L，最优选为0.1～0.3mol/L。本发明为进一步保证混合分散的效果和后期的反应效果，所述步骤B)优选为向上述步骤得到的氧化石墨烯分散液中滴加锌源混合后，得到前驱体溶液。本发明对所述滴加的速度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的滴加速度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述滴加的速率优选为0.3～0.7mL/s，更优选为0.4～0.6mL/s，最优选为0.45～0.55mL/s。本发明对所述混合的温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的混合的温度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述混合的温度优选为20～60℃，更优选为30～50℃，最优选为35～45℃。本发明对所述混合的时间没有特别限制，以本领域技术人员熟知的混合时间即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述混合的时间优选为10～60min，更优选为20～50min，最优选为30～40min。本发明对所述混合的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的混合方法即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述混合优选为超声分散。本发明对所述超声分散的频率没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分散频率即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述分散的频率优选为20～80KHz，更优选为30～60KHz，最优选为40～50KHz。本发明最后将上述步骤得到的前驱体溶液与硬脂酸进行反应后得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。本发明为进一步保证混合分散的效果和后期的反应效果，上述步骤，即所述步骤C)优选为向上述步骤得到的前驱体溶液中缓慢加入硬脂酸有机溶液，进行反应后得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。本发明对所述硬脂酸有机溶液中的溶剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规有机溶剂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述硬脂酸有机溶液中的溶剂优选包括醇类溶剂、苯类溶剂、多元烷类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种，更优选为乙醇、丙酮、甲苯或乙醚，最优选为乙醇；具体可以与前述与水互溶的有机溶剂相一致。本发明对所述硬脂酸的加入量没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述硬脂酸与所述锌源中锌离子的摩尔比为(1.5～2.5)：1，更优选为(1.7～2.3)：1，最优选为(1.9～2.1)：1。本发明对所述硬脂酸有机溶液的浓度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的常规溶液的浓度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述硬脂酸有机溶液的浓度优选为0.1～0.3mol/L，更优选为0.15～0.25mol/L，最优选为0.17～0.23mol/L。本发明对所述缓慢加入的速度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的滴加速度即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述缓慢加入优选为滴入，所述滴入的速率优选为0.3～0.7mL/s，更优选为0.4～0.6mL/s，最优选为0.45～0.55mL/s。本发明对所述反应的条件没有特别限制，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述反应的温度优选为60～100℃，更优选为70～90℃，最优选为75～85℃；所述反应的时间优选为90～150min，更优选为100～140min，最优选为110～130min。本发明为进一步提高产品的性能和整体工艺的完整性和可操作性，所述反应后还包括后处理工序。本发明对所述后处理工序没有特别限制，以本领域技术人员熟知的后处理工序即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述后处理工序优选包括分离、洗涤和干燥中的一种或多种，更优选依次为分离、洗涤和干燥。本发明对所述分离的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的分离方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述分离的方式优选为抽滤；本发明对所述洗涤的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的洗涤方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述洗涤的方式优选为水洗和醇洗交替进行多次洗涤；所述洗涤的次数优选为2～5次，更优选为3～4次。本发明对所述干燥的方式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的干燥方式即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述干燥的方式优选为真空干燥；所述干燥的温度优选为40～70℃，更优选为45～65℃，最优选为50～60℃。本发明针对现在大量使用的硬脂酸锌为复分解法即硬化油与烧碱经皂化反应后与硫酸锌复分解制备，也有部分高压熔融反应后造粒进行硬脂酸锌合成，或是采用湿化学法实现硬脂酸锌的化学合成，存在操作复杂，步骤流程繁琐或生产成本较高的问题。本发明采用一步合成化学法制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料，摒弃传统的复分解法与熔融法，采用改进的湿化学法，在常压、低温条件下制备得到了硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，方法简单易操作，易于规模化、重复性制备，得到的复合材料大小均一，形貌易于控制，具有良好的应用前景，而且实现了硬脂酸锌的可控连续制备，并将高强度高韧性的石墨烯包覆在表面或层叠复合，提高了复合材料的分散性和易加工性能，作为助剂加入PVC后有助于热稳定性提高。本发明的技术方案还进一步可以优选更为常见的反应原料，如乙酸锌等，既减少反应步骤，又降低合成成本，同时，还实现低温常压环境制备，大大降低对反应环境的要求，易于规模化、工业化制备，同时反应过程中不使用水合肼等高危害还原剂，避免环境污染。本发明还提供了上述技术方案任意一项所述的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料或上述技术方案任意一项所制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料在橡胶制品或树脂助剂领域中的应用。本发明对所述树脂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的树脂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述树脂优选为PVC树脂。本发明对所述树脂助剂没有特别限制，以本领域技术人员熟知的树脂助剂即可，本领域技术人员可以根据实际生产情况、产品要求及质量要求进行选择和调整，本发明所述树脂助剂优选为热稳定剂和/或润滑剂，更优选为热稳定剂或润滑剂。本发明上述步骤提供了一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法，创新性的采用一步化学生成法制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料，该复合材料分散均匀，大小均一，其中硬脂酸锌呈片状，复合材料尺寸为5～10μm，厚度为20～50nm，该材料具有特殊的包覆和层叠结构，在橡胶和PVC塑料等领域良好应用前景；而且本发明制备硬脂酸锌材料的方法，避免使用高压反应釜，实现低温常压制备。本发明进一步优选采用乙酸锌作为原料，取代常规的氧化锌原料，在最后反应步骤中优选采用油浴加热的方式，在常压、低温条件下制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料，有效降低反应体系所需能耗，减少反应所需步骤，提高产品纯度，提高复合材料的可重复性，不使用催化剂，提高反应转化率，同时减少了操作及反应步骤，降低生产成本，同时可以实现大规模产业化制备，可重复性高；同时本发明在技术方案过程中不使用水合肼等具有环境危害性的原料，绿色环保无污染。实验结果表明，本发明制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料相比普通硬脂酸锌，热稳定性能提高达到了116％。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法进行了详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。实施例1本实施例通过以下步骤制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料：一、将Hummers法制备的石墨烯溶液溶解于去离子水和乙醇的混合液中(石墨烯质量分数为0.5‰)(乙醇和水体积比为1:1)，常温下超声并搅拌20min得到石墨烯分散溶液；二、配制0.1mol/L的乙酸锌水溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到乙酸锌溶液；三、配制0.2mol/L的硬脂酸乙醇溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到硬脂酸乙醇溶液；四、向步骤一中得到的GO分散溶液中缓慢滴加(0.5mL/s)步骤二的乙酸锌溶液，后在40℃下持续超声并搅拌30min，得到前驱体溶液；五、向步骤四中得到的前驱体溶液中缓慢滴加(0.3mL/s)步骤三的硬脂酸乙醇溶液，后转入油浴，保持80℃条件下冷凝回流反应120min，得到灰色沉淀；六、将步骤五中得到灰色沉淀抽滤分离，超纯水和乙醇分别洗涤3次后，50℃真空干燥，得到硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。参见图1，图1为本发明实施例1制备硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的工艺流程简图。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料结构分析。参见图2，图2为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的XRD射线衍射图谱。由图2可知，本发明成功制备得到了硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。参见图3，图3为本发明实施例1制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片。由图3可知，硬脂酸锌成片状，尺寸在10μm左右，纳米片的厚度在50nm左右，在片状硬脂酸锌的表面包覆有一层氧化石墨烯，形成硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，复合材料分散均匀，尺寸均一。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料性能分析，将纯硬脂酸锌与硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料分别加入PVC塑料中注塑成型(硬脂酸锌及其复合材料加入量均为2％)。参见表1，表1为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料和普通硬脂酸锌的性能对照表。实施例2本实施例通过以下步骤制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料：一、将Hummers法制备的石墨烯溶液溶解于去离子水和乙醇的混合液中(石墨烯质量分数为1‰)(乙醇和水体积比为1:1)，常温下超声并搅拌20min得到石墨烯分散溶液；二、配制0.15mol/L的乙酸锌水溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到乙酸锌溶液；三、配制0.3mol/L的硬脂酸乙醇溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到硬脂酸乙醇溶液；四、向步骤一中得到的GO分散溶液中缓慢滴加(0.5mL/s)步骤二的乙酸锌溶液，后在40℃下持续超声并搅拌30min，得到前驱体溶液；五、向步骤四中得到的前驱体溶液中缓慢滴加(0.3mL/s)步骤三的硬脂酸乙醇溶液，后转入油浴，保持70℃条件下冷凝回流反应120min，得到灰色沉淀；六、将步骤五中得到灰色沉淀抽滤分离，超纯水和乙醇分别洗涤3次后，50℃真空干燥，得到硬脂酸锌/石墨烯复合材料。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料结构分析。参见图2，图2为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的XRD射线衍射图谱。由图2可知，本发明成功制备得到了硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。参见图4，图4为本发明实施例2制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片。参见图5，图5为常规的硬脂酸锌的扫描电子显微镜照片。由图4和图5对比可知，硬脂酸锌成片状，尺寸在10μm左右，纳米片的厚度在20nm左右，在片状硬脂酸锌的表面包覆有一层氧化石墨烯，形成硬脂酸锌/石墨烯复合材料，复合材料分散均匀，尺寸均一，相比常规片状硬脂酸锌，表层复合有褶皱状氧化石墨烯层更厚，而且片径更小，可能是基于氧化石墨烯加入后作为原位生长的核心，两面生长硬脂酸锌，因此复合材料的的片层变厚。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料性能分析，将纯硬脂酸锌与硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料分别加入PVC塑料中注塑成型(硬脂酸锌及其复合材料加入量均为2％)。参见表1，表1为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料和普通硬脂酸锌的性能对照表。实施例3本实施例通过以下步骤制备硬脂酸锌/石墨烯复合材料：一、将Hummers法制备的石墨烯溶液溶解于去离子水中(石墨烯质量分数为0.5‰)，常温下超声并搅拌20min得到石墨烯分散溶液；二、配制0.2mol/L的乙酸锌水溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到乙酸锌溶液；三、配制0.4mol/L的硬脂酸乙醇溶液，常温下磁力搅拌至澄清态，得到硬脂酸乙醇溶液；四、向步骤一中得到的GO分散溶液中缓慢滴加(0.5mL/s)步骤二的乙酸锌溶液，后在40℃下持续超声并搅拌30min，得到前驱体溶液；五、向步骤四中得到的前驱体溶液中缓慢滴加(0.3mL/s)步骤三的硬脂酸乙醇溶液，后转入油浴，保持80℃条件下冷凝回流反应90min，得到灰色沉淀；六、将步骤五中得到灰色沉淀抽滤分离，超纯水和乙醇分别洗涤3次后，50℃真空干燥，得到硬脂酸锌/石墨烯复合材料。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料结构分析。参见图2，图2为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的XRD射线衍射图谱。由图2可知，本发明成功制备得到了硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料。参见图6，图6为本发明实施例3制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料的扫描电子显微镜照片。由图6可知，硬脂酸锌成片状，尺寸在10μm左右，纳米片的厚度在20nm左右，在片状硬脂酸锌的表面包覆有一层氧化石墨烯，形成硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料，复合材料分散均匀，尺寸均一。对本发明上述步骤制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料进行材料性能分析，将纯硬脂酸锌与硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料分别加入PVC塑料中注塑成型(硬脂酸锌及其复合材料加入量均为2％)。参见表1，表1为本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料和普通硬脂酸锌的性能对照表。表1本发明实施例制备的硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料和普通硬脂酸锌的性能对照表样品名热稳定时间(min)纯热稳定时间(min)石墨烯复合1号25542号25463号2542以上对本发明提供的一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。当前第1页1 2 3