[发明专利]一种硬脂酸锌/氧化石墨烯复合材料及其制备方法

说明书

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。

技术领域

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(Zinc stearate)，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。

发明内容

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；