CN107523049B - 一种石墨烯高分子复合导热塑料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯高分子复合导热塑料及制备方法,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯2~10份、抗氧剂0.1~1份、助剂0.1~1份。制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:步骤1:制备改性石墨烯;步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备。本发明提高石墨烯在树脂基体中的分散性,减少石墨烯团聚发生,在较低石墨烯含量时就能得到较高导热率的导热塑料,只需较少石墨烯含量就可达到高的热导率,对材料的基本力学性能和加工性能影响小,能很好地满足现代电子封装技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及导热塑料技术领域,特别是涉及一种石墨高分子复合导热塑料及制备方法。
背景技术
导热塑料具有易加工成型、产品设计自由度高、成本低廉等优点,是传统铝合金导热材料的优良替代品。近年来LED节能产品和高精密电子产品的爆发性增长,进一步激发了对高性能导热塑料的需求。由于塑料自身热导率很低,导热塑料通常通过金属氧化物粉末、金属氮化物粉末、石墨粉末等导热材料填充赋予其导热性能。但由于这些填料自身导热性不高,制备高热导率材料时需要十分高的填充量,这不仅增加材料加工成型难度,同时还会损害其基本力学性能,难以满足现代电子封装技术的发展要求。
石墨烯是目前世界上已知导热性最佳的材料,导热系数高达5300W/m·k,且具备二维薄层结构,十分有利于在高分子树脂基体中构建导热通路,是一种理想的填充材料。目前,石墨烯导热塑料通常采用石墨烯与高分子树脂直接混合制备得到。由于石墨烯片层在高分子树脂基体中极易发生团聚,为达到一定热导率,必须进行高含量填充。例如中国专利公布号为CN105368043A所公开的一种石墨烯导热塑料及其制备方法,采用石墨烯、高分子树脂和其它功能组分及助剂直接混合,经双螺杆挤出机挤出制备导热塑料,当石墨烯含量达到5%wt时,所制备材料的热导率也仅为3.3W/m·k。由于石墨烯价格十分昂贵,高填充石墨烯制备的导热塑料价格也十分高昂,使其难以大范围推广应用。
发明内容
本发明的目的是克服现有产品中的不足,提供一种石墨高分子复合导热塑料及其制备方法。
为了达到上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯2~10份、抗氧剂0.1~1份、助剂0.1~1份。
作为优选,所述高分子基体树脂为尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、尼龙12(PA12)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。
作为优选,所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂626中的一种或几种,所述抗氧剂264为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,所述抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述抗氧剂1076为β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,所述抗氧剂1098为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,所述抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯,所述抗氧剂618为季戊四醇二亚磷酸双十八酯,所述抗氧剂626为二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
作为优选,所述助剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡、硅酮粉、硅酮母粒中一种或几种。
作为优选,所述改性石墨烯为通过活性自由基聚合方法在其表面接枝苯乙烯马来酸酐二元共聚物的石墨烯。
作为优选,所述石墨烯为单层石墨烯或2~10层的多层石墨烯。
作为优选,所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元和马来酸酐单元的重量比为1:1~1:3之间,所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物由4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基封端。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯2~10份、抗氧剂0.1~1份、助剂0.1~1份,将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在180~300℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:0.5~1:4,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
发明的有益效果如下:本发明中改性石墨烯经苯乙烯马来酸酐二元共聚物修饰,共聚物中的酸酐基团可以与PA6、PA66、PA12链段中的端氨基以及PBT、PET链段中的端羟基、端羧基反应,从而提高石墨烯在树脂基体中的分散性,减少石墨烯团聚发生,在较低石墨烯含量时就能得到较高导热率的导热塑料;本发明苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性石墨烯采用在氮氧自由基存在下,进行苯乙烯单体和马来酸酐单体聚合,将氮氧自由基引入二元共聚物的封端,再通过热裂解形成自由基,被石墨烯大π共轭键捕捉,从而将共聚物接枝到石墨烯表面。在上述制备过程中,石墨烯基本结构没有遭到明显破坏,使石墨烯保持了很好的初始热导率;本发明所制备的石墨烯高分子复合导热塑料,只需较少石墨烯含量就可达到高的热导率,对材料的基本力学性能和加工性能影响小,能很好地满足现代电子封装技术要求。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案作进一步说明:
实施例1:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯2.5份、抗氧剂0.3份、助剂0.3份。高分子基体树脂为尼龙6(PA6),抗氧剂为抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份。助剂为乙撑双硬脂酰胺,改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元与马来酸酐单元的重量比为1:2。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯2.5份、抗氧剂0.3份、助剂0.3份,高分子基体树脂为尼龙6(PA6),抗氧剂为抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份。助剂为乙撑双硬脂酰胺,将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在180~300℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元与马来酸酐单元的重量比为1:2。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:1,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
实施例2:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯3份、抗氧剂0.4份、助剂0.3份。高分子基体树脂为尼龙12(PA12)。抗氧剂为抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂626 0.2份。助剂为硅酮粉。改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,二元共聚物中苯乙烯单元与马来酸酐单元的重量比为1:2。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯3份、抗氧剂0.4份、助剂0.3份,高分子基体树脂为尼龙12(PA12)。抗氧剂为抗氧剂1076 0.2份、抗氧剂626 0.2份。助剂为硅酮粉。改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,二元共聚物中苯乙烯单元与马来酸酐单元的重量比为1:2。将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在290℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于125℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:1,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
实施例3:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯3份、抗氧剂0.4份、助剂0.5份。高分子基体树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT。抗氧剂为抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。助剂为乙撑双硬脂酰胺。改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,二元共聚物中苯乙烯与马来酸酐单元的重量比为1:2。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯3份、抗氧剂0.4份、助剂0.5份。高分子基体树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT。抗氧剂为抗氧剂1010 0.2份、抗氧剂168 0.2份。助剂为乙撑双硬脂酰胺。改性石墨烯为苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性多层石墨烯,二元共聚物中苯乙烯与马来酸酐单元的重量比为1:2。将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在245℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于125℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:1,然后在超声分散后在氩气氛下于120℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
实施例4:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯2份、抗氧剂0.1份、助剂0.1份。
所述高分子基体树脂为尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、尼龙12(PA12)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。
所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂626中的一种或几种,所述抗氧剂264为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,所述抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述抗氧剂1076为β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,所述抗氧剂1098为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,所述抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯,所述抗氧剂618为季戊四醇二亚磷酸双十八酯,所述抗氧剂626为二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述助剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡、硅酮粉、硅酮母粒中一种或几种。
所述改性石墨烯为通过活性自由基聚合方法在其表面接枝苯乙烯马来酸酐二元共聚物的石墨烯。
所述石墨烯为单层石墨烯或2~10层的多层石墨烯。
所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元和马来酸酐单元的重量比为1:1~1:3之间,所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物由4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基封端。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯2份、抗氧剂0.1份、助剂0.1份,将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在180~300℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:0.5~1:4,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
实施例5:
一种石墨烯高分子复合导热塑料,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯10份、抗氧剂1份、助剂1份。
所述高分子基体树脂为尼龙6(PA6)、尼龙66(PA66)、尼龙12(PA12)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种或几种。
所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂626中的一种或几种,所述抗氧剂264为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,所述抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述抗氧剂1076为β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,所述抗氧剂1098为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,所述抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯,所述抗氧剂618为季戊四醇二亚磷酸双十八酯,所述抗氧剂626为二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
所述助剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡、硅酮粉、硅酮母粒中一种或几种。
所述改性石墨烯为通过活性自由基聚合方法在其表面接枝苯乙烯马来酸酐二元共聚物的石墨烯。
所述石墨烯为单层石墨烯或2~10层的多层石墨烯。
所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元和马来酸酐单元的重量比为1:1~1:3之间,所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物由4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基封端。
制备一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯10份、抗氧剂1份、助剂1份,将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在180~300℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:0.5~1:4,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
对比例1:
石墨烯高分子复合导热塑料,包含如下重量组分原料:高分子基体树脂100份、未改性石墨烯2.5份、抗氧剂0.3份、助剂0.3份。
其中,所述的高分子基体树脂为PA6。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010 0.15份、抗氧剂168 0.15份。
所述的助剂为乙撑双硬脂酰胺。
上述石墨烯高分子复合导热塑料的制备方法,具体包含以下制备步骤:
按配方将高分子基体树脂、未改性石墨烯、抗氧剂以及助剂混合均匀,加入双螺杆挤出机机筒,在于240℃下进行熔融混合,挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料。
根据实施例1-5和对比例1制得的石墨烯高分子复合导热塑料,所测的热导率如表1所示。由表1可以看出,实施例1-5所制备导热塑料的热导率分别达到3.9W/m·k、3.5W/m·k、3.3W/m·k,1.8~2.9W/m·k、5.5~11.2W/m·k,对比例1所制备导热塑料的热导率仅为1.1。由此可看出,在相同配方和制备方法时,采用苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性的石墨烯填充的导热塑料的热导率(实施例1)明显高于未改性石墨烯填充的导热塑料(对比例1)。
表1石墨烯高分子复合导热塑料热导率测试结果
因此本发明中改性石墨烯经苯乙烯马来酸酐二元共聚物修饰,共聚物中的酸酐基团可以与PA6、PA66、PA12链段中的端氨基以及PBT、PET链段中的端羟基、端羧基反应,从而提高石墨烯在树脂基体中的分散性,减少石墨烯团聚发生,在较低石墨烯含量时就能得到较高导热率的导热塑料;
本发明苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝改性石墨烯采用在氮氧自由基存在下,进行苯乙烯单体和马来酸酐单体聚合,将氮氧自由基引入二元共聚物的封端,再通过热裂解形成自由基,被石墨烯大π共轭键捕捉,从而将共聚物接枝到石墨烯表面。在上述制备过程中,石墨烯基本结构没有遭到明显破坏,使石墨烯保持了很好的初始热导率;本发明所制备的石墨烯高分子复合导热塑料,只需较少石墨烯含量就可达到高的热导率,对材料的基本力学性能和加工性能影响小,能很好地满足现代电子封装技术要求。
需要注意的是,以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形,总之,本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种石墨烯高分子复合导热塑料,其特征在于,按重量份,所述聚石墨烯高分子复合导热塑料包括高分子基体树脂100份、改性石墨烯2~10份、抗氧剂0.1~1份、助剂0.1~1份,所述高分子基体树脂为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),所述改性石墨烯的制备方法包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:0.5~1:4,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯,
所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物中苯乙烯单元和马来酸酐单元的重量比为1:2,所述苯乙烯马来酸酐二元共聚物由4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基封端。
2.根据权利要求1所述一种石墨烯高分子复合导热塑料,其特征在于,所述抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂618、抗氧剂626中的一种或几种,所述抗氧剂264为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,所述抗氧剂1010为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,所述抗氧剂1076为β-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯基)丙酸正十八碳醇酯,所述抗氧剂1098为N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,所述抗氧剂168为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸苯酯,所述抗氧剂618为季戊四醇二亚磷酸双十八酯,所述抗氧剂626为二(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。
3.根据权利要求1所述一种石墨烯高分子复合导热塑料,其特征在于,所述助剂为芥酸酰胺、油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、石蜡、硅酮粉、硅酮母粒中一种或几种。
4.根据权利要求1所述一种石墨烯高分子复合导热塑料,其特征在于,所述改性石墨烯为通过活性自由基聚合方法在其表面接枝苯乙烯马来酸酐二元共聚物的石墨烯。
5.根据权利要求4所述一种石墨烯高分子复合导热塑料,其特征在于,所述石墨烯为单层石墨烯或2~10层的多层石墨烯。
6.制备权利要求1所述一种石墨烯高分子复合导热塑料的方法,其特在于,包括如下步骤:
步骤1:制备改性石墨烯;
步骤2:石墨烯高分子复合导热塑料的制备:按照重量份称取高分子基体树脂100份、改性石墨烯2~10份、抗氧剂0.1~1份、助剂0.1~1份,将它们混合均匀后,加入双螺杆挤出机机筒内,在180~300℃下它们进行熔融反应混合,然后双螺杆挤出机机筒挤出造粒后得到石墨烯高分子复合导热塑料,
所述制备改性石墨烯包括如下步骤:
步骤S1:在4-羟基-2,2,6,6-四甲基吡啶氮氧自由基存在下,以过氧化苯甲酰为引发剂,在N,N-二甲基甲酰胺中引发苯乙烯单元和马来酸酐单体聚合,在氩气气氛下于90~130℃反应15~40h,所得产物经沉淀、真空干燥后,得到由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物;
步骤S2:将由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物溶解在N,N-二甲基甲酰胺中,然后加入石墨烯,所述石墨烯与由氮氧自由基封端的苯乙烯马来酸酐二元共聚物的重量比为1:0.5~1:4,然后在超声分散后在氩气氛下于90~130℃反应2~15h,然后用***沉淀,经过滤、洗涤及真空干燥,得到苯乙烯马来酸酐二元共聚物接枝的改性石墨烯。
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