本发明属于石墨烯领域,具体涉及一种抗紫外石墨烯新材料及其制备方法。
背景技术:
石墨烯出色的物理性能,促使了其在高分子材料领域中的研究与应用,人们总是努力地尝试将石墨烯与聚合物制成复合材料,试图通过石墨烯来改进聚合物的导电、导热及其他特殊的性能;结构完整的石墨烯由稳定的苯六元环组成,其表面呈惰性,与聚合物之间的相互作用力较小,而石墨烯片层间存在较强的范德华力,易发生聚集,很难在聚合物基体中均匀的分散,这严重影响了石墨烯在聚合物改性中的研究与应用;
纳米二氧化钛是白色疏松粉末,屏蔽紫外线作用强,有良好的分散性和耐候性。可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域,作为紫外线屏蔽剂,防止紫外线的侵害。也可用于高档汽车面漆,具有随角异色效应;
本发明的目的是为了丰富石墨烯的功能,将其与纳米二氧化钛有效复合,从而提高了成品材料的抗紫外效果。
技术实现要素:
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种抗紫外石墨烯新材料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种抗紫外石墨烯新材料,它是由下述重量份的原料组成的:
碳酸钠1-2、苯并三氮唑2-3、氧化石墨烯70-80、钛酸四丁酯20-40、异氰尿酸三缩水甘油酯0.5-1、烷醇酰胺1-4、葡糖酸内酯0.6-1、烯丙基聚乙二醇3-4。
一种抗紫外石墨烯新材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取苯并三氮唑,加入到其重量10-14倍的无水乙醇中,搅拌均匀,升高温度为60-70℃,加入异氰尿酸三缩水甘油酯,保温搅拌10-20分钟,得醇分散液;
(2)取氧化石墨烯,加入到上述醇分散中,超声1-2小时,蒸馏除去乙醇,得活化石墨烯;
(3)取碳酸钠,加入到其重量13-20倍的去离子水中,搅拌均匀;
(4)取烯丙基聚乙二醇,加入到其重量20-30倍的去离子水中,搅拌均匀,加入钛酸四丁酯、活化石墨烯,搅拌反应3-4小时,得石墨烯溶胶溶液;
(5)取烷醇酰胺,加入到其重量10-17倍的去离子水中,搅拌均匀,得酰胺分散液;
(6)取上述石墨烯溶胶溶液、酰胺分散液混合,搅拌均匀,加入上述碳酸钠水溶液,升高温度为110-120℃,保温搅拌2-3小时,加入葡糖酸内酯,搅拌至常温,抽滤,将滤饼水洗,真空55-60℃下干燥30-40分钟,冷却至常温,即得所述抗紫外石墨烯新材料。
本发明的优点:
本发明采用异氰尿酸三缩水甘油酯处理氧化石墨烯,然后以钛酸四丁酯为前驱体,与活化石墨烯共混水解,得到石墨烯溶胶溶液,然后与烷醇酰胺共混,以碳酸钠为催化剂,促进环氧基开环,从而改善了各原料间的分散性,本发明加入的二氧化钛溶胶、苯并三氮唑,可以有效的改善成品的抗紫外性能。
具体实施方式
实施例1
一种抗紫外石墨烯新材料,它是由下述重量份的原料组成的:
碳酸钠1、苯并三氮唑2、氧化石墨烯70、钛酸四丁酯20、异氰尿酸三缩水甘油酯0.5、烷醇酰胺1、葡糖酸内酯0.6、烯丙基聚乙二醇3。
一种抗紫外石墨烯新材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取苯并三氮唑,加入到其重量10倍的无水乙醇中,搅拌均匀,升高温度为60℃,加入异氰尿酸三缩水甘油酯,保温搅拌10分钟,得醇分散液;
(2)取氧化石墨烯,加入到上述醇分散中,超声1小时,蒸馏除去乙醇,得活化石墨烯;
(3)取碳酸钠,加入到其重量13倍的去离子水中,搅拌均匀;
(4)取烯丙基聚乙二醇,加入到其重量20倍的去离子水中,搅拌均匀,加入钛酸四丁酯、活化石墨烯,搅拌反应3小时,得石墨烯溶胶溶液;
(5)取烷醇酰胺,加入到其重量10倍的去离子水中,搅拌均匀,得酰胺分散液;
(6)取上述石墨烯溶胶溶液、酰胺分散液混合,搅拌均匀,加入上述碳酸钠水溶液,升高温度为110℃,保温搅拌2小时,加入葡糖酸内酯,搅拌至常温,抽滤,将滤饼水洗,真空55℃下干燥30分钟,冷却至常温,即得所述抗紫外石墨烯新材料。
实施例2
一种抗紫外石墨烯新材料,它是由下述重量份的原料组成的:
碳酸钠2、苯并三氮唑3、氧化石墨烯80、钛酸四丁酯40、异氰尿酸三缩水甘油酯1、烷醇酰胺4、葡糖酸内酯1、烯丙基聚乙二醇4。
一种抗紫外石墨烯新材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)取苯并三氮唑,加入到其重量14倍的无水乙醇中,搅拌均匀,升高温度为70℃,加入异氰尿酸三缩水甘油酯,保温搅拌20分钟,得醇分散液;
(2)取氧化石墨烯,加入到上述醇分散中,超声2小时,蒸馏除去乙醇,得活化石墨烯;
(3)取碳酸钠,加入到其重量20倍的去离子水中,搅拌均匀;
(4)取烯丙基聚乙二醇,加入到其重量30倍的去离子水中,搅拌均匀,加入钛酸四丁酯、活化石墨烯,搅拌反应4小时,得石墨烯溶胶溶液;
(5)取烷醇酰胺,加入到其重量17倍的去离子水中,搅拌均匀,得酰胺分散液;
(6)取上述石墨烯溶胶溶液、酰胺分散液混合,搅拌均匀,加入上述碳酸钠水溶液,升高温度为120℃,保温搅拌3小时,加入葡糖酸内酯,搅拌至常温,抽滤,将滤饼水洗,真空60℃下干燥40分钟,冷却至常温,即得所述抗紫外石墨烯新材料。
性能测试:
本发明抗紫外石墨烯新材料的拉伸强度为34.1-37.0mpa,经过日晒测试30天,测得拉伸强度降低率为0.07%。