本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种聚偏二氯乙烯／石墨烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
聚偏二氯乙烯(pvdc)是以偏二氯乙烯单体为主要成分，与少量其他单体聚合而成的共聚物，其分子中的氯原子具有疏水性，不会形成氢键，加之偏二氯乙烯分子量大，氧分子和水分子等难在聚偏二氯乙烯分子中移动，因而具有优良的阻隔性能。pvdc膜是一种阻隔性高、韧性强以及低温热封以及化学稳定性良好的包装材料，传统的pvdc膜主要用于包装密封领域，例如食品、药品等的包装。
目前也有采用低密度聚乙烯/pvdc复合膜包装牛奶，采用尼龙/pvdc复合膜包装高温蒸煮食品的应用。虽然现有的pvdc膜或pvdc复合膜在具有较为优良的阻氧、阻汽以及阻隔气味的性能，但为了适应一些特殊产品，如特殊药品的包装，现有的pvdc膜或pvdc复合膜的密封阻隔性能仍有待提高。由于现有的pvdc膜或pvdc复合膜通常是以塑料为基材制备而成，只具有单一的阻隔性能，不具备导电性能，因此无法用于需要抗静电以及电磁屏蔽的电子产品的包装，其功能还有待进一步拓展和提升。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种聚偏二氯乙烯／石墨烯复合材料及其制备方法，本发明的复合材料具有阻隔性和导电性。
本发明解决技术问题的方案是：一种聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料，该复合材料由基材和覆盖在基材上的聚偏二氯乙烯或石墨烯复合材料层组成，或者由基材、依次覆盖在基材上的粘结剂层和聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层组成，所述聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层包括聚偏二氯乙烯和石墨烯，该复合材料层中石墨烯的含量为0.1～10wt％。
所述基材呈薄膜状或片状，基材的单面或者双面上覆盖有聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层。
所述基材为织物基材、有机基材或者无机基材。
所述聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层中还含有添加剂，聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层中，石墨烯的含量为0.1～10wt％，添加剂的含量不超过2.5wt％，余量为聚偏二氯乙烯，所述添加剂为苯甲醇、2-乙基乙醇、1-十二醇、乙酸钾、乙酸钠、碳酸氢钠、十二烷基磺酸钠、甘油三月桂酸酯、柠檬酸、山梨聚糖单二十二烷酸酯、异丙醇、柠檬酸钠、双甘油脂肪酸酯中的至少一种。
本发明还提供了一种聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料的制备方法，其工艺步骤如下：
1)将氧化石墨烯0.1～10质量份均匀分散在溶剂100质量份中形成氧化石墨烯分散液，然后加入聚偏二氯乙烯乳液5～300质量份并超声或搅拌至氧化石墨烯分散液与聚偏二氯乙烯乳液混合均匀得复合乳液；所述溶剂为水、乙醇、丙酮或者四氢呋喃，所述聚偏二氯乙烯乳液的固含量为10～80％；
2)将步骤1)所得复合乳液均匀涂布在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上，干燥后得到聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料；或者将步骤(1)所得复合乳液均匀涂布在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上并干燥，然后重复上述涂布复合乳液和干燥的操作至少1次，得到聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料；
3)采用还原剂将步骤2)所得聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料中的氧化石墨烯还原为石墨烯，经干燥后在30～45℃熟化1～3天，即得具有阻隔性和导电性的聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料。
所述还原剂为水合肼、正丁胺、乙二胺、维生素c水溶液、硼氢化钠水溶液或者柠檬酸氢钠水溶液。
上述步骤2)中，复合乳液在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上的总涂布量为1～20g/m2。
所述基材为织物基材、有机基材或者无机基材，所述基材呈薄膜状或片状。
上述步骤1)中，将氧化石墨烯分散液与聚偏二氯乙烯乳液混合均匀后，再加入添加剂0.1～2.5质量份并超声或搅拌混合均匀得复合乳液。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供了一种新型的复合材料，该复合材料在聚偏二氯乙烯基体中引入了二维填料石墨烯，由于片状的石墨烯能够使气体分子在聚偏二氯乙烯基体中的扩散通路发生弯曲，从而有效提高聚偏二氯乙烯的气体阻隔性，同时，由于石墨烯具有优异的导电性，因此石墨烯的引入还能赋予本发明所述复合材料优良的导电性能，尤其适合在电子产品抗静电、电磁屏蔽、防潮密封包装等领域应用；
2.与未引入石墨烯的聚偏二氯乙烯复合材料相比，本发明的复合材料的透湿率和透氧率降低了大约50％，其阻隔性能得到有效提高，并且使得本发明的复合材料具备了导电性；
3.本发明还提供了一种聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料的制备方法，该方法的操作简单，工艺易于控制，绿色环保，有利于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明：
实施例：
本发明的聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料，该复合材料由基材和覆盖在基材上的聚偏二氯乙烯或石墨烯复合材料层组成，或者由基材、依次覆盖在基材上的粘结剂层和聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层组成，所述聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层包括聚偏二氯乙烯和石墨烯，该复合材料层中石墨烯的含量为0.3wt％。
所述基材呈薄膜状或片状，基材的单面或者双面上覆盖有聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层。
所述基材为织物基材、有机基材或者无机基材。
所述聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层中还含有添加剂，聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料层中，石墨烯的含量为0.3wt％，添加剂的含量不超过2.5wt％，余量为聚偏二氯乙烯，所述添加剂为苯甲醇、2-乙基乙醇。
本发明的聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料的制备方法，其工艺步骤如下：
1)将氧化石墨烯0.3质量份均匀分散在溶剂100质量份中形成氧化石墨烯分散液，然后加入聚偏二氯乙烯乳液50质量份并超声或搅拌至氧化石墨烯分散液与聚偏二氯乙烯乳液混合均匀得复合乳液；所述溶剂为水、乙醇、丙酮或者四氢呋喃，所述聚偏二氯乙烯乳液的固含量为30％；
2)将步骤1)所得复合乳液均匀涂布在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上，干燥后得到聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料；或者将步骤1)所得复合乳液均匀涂布在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上并干燥，然后重复上述涂布复合乳液和干燥的操作至少1次，得到聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料；
3)采用还原剂将步骤2)所得聚偏二氯乙烯/氧化石墨烯复合材料中的氧化石墨烯还原为石墨烯，经干燥后在40℃熟化1天，即得具有阻隔性和导电性的聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料。
所述还原剂为水合肼、正丁胺、乙二胺、维生素c水溶液、硼氢化钠水溶液或者柠檬酸氢钠水溶液。
上述步骤2)中，复合乳液在经过电晕处理或者是预涂有粘合剂的基材上的总涂布量为1～20g/m2。
所述基材为织物基材、有机基材或者无机基材，所述基材呈薄膜状或片状。
上述步骤1)中，将氧化石墨烯分散液与聚偏二氯乙烯乳液混合均匀后，再加入添加剂0.2质量份并超声或搅拌混合均匀得复合乳液。
本发明的复合材料在聚偏二氯乙烯基体中引入了二维填料石墨烯，由于片状的石墨烯能够使气体分子在聚偏二氯乙烯基体中的扩散通路发生弯曲，从而有效提高聚偏二氯乙烯的气体阻隔性，同时，由于石墨烯具有优异的导电性，因此石墨烯的引入还能赋予本发明所述复合材料优良的导电性能，尤其适合在电子产品抗静电、电磁屏蔽、防潮密封包装等领域应用；与未引入石墨烯的聚偏二氯乙烯复合材料相比，本发明的复合材料的透湿率和透氧率降低了大约50％，其阻隔性能得到有效提高，并且使得本复合材料具备了导电性。