本發明屬于復合材料技術領域，涉及一種聚烯烴-石墨烯復合材料及其制備方法。
背景技術：
石墨烯是由單層碳原子采用sp2雜化堆積而成的蜂巢狀晶體點陣，是典型的二維納米材料，其厚度僅為0.35nm。這種特殊的結構使其表現出優異的力學性質、奇特的電學性質和良好的熱學性質，而且具有完美的量子隧道效應、半整數的量子霍爾效應和超高的電導率等性質，在航空航天、新材料、電力、電子等領域具有良好的應用前景。
在石墨烯的實際應用研究中，聚合物/石墨烯納米復合材料被認為是最具有應用前景的方向之一。研究發現，當以石墨烯為添加劑時，添加量較低時即可使聚合物的性能得到大幅增強。在日常生活中，聚烯烴類塑料由于具有易加工、耐腐蝕、廉價、質輕、綜合性能優越等優點而被廣泛使用，因此開發聚烯烴/石墨烯復合材料具有重大的理論和現實意義。然而，石墨烯比表面積巨大并且片層之間存在固有的范德華力，因而石墨烯極易團聚；另外，聚烯烴是非極性高聚物，與石墨烯的相容性差，使得石墨烯很難在聚烯烴中有效剝離。因此，石墨烯在聚烯烴基體中的均勻分散是制備聚烯烴/石墨烯納米復合材料的關鍵問題。
技術實現要素：
針對上述情況，本發明的目的在于提供一種聚烯烴-石墨烯復合材料的制備方法以及由上述方法制備的復合物。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種聚烯烴-石墨烯復合材料的制備方法，其包括如下步驟：
(1)稱量以重量份數計的下列組分：聚烯烴100份、石墨烯10～25份、三甲基氯硅烷5～10份，并將稱量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于60～90℃加熱2～4小時，得到預活化料；
(3)稱量以重量份數計的納米氧化鋅1～5份和納米二氧化硅1～5份，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在惰性氣體氣氛中于100～150℃活化0.5～2小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
優選的，在上述制備方法中，步驟(1)中所述聚烯烴選自聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)中的任意一種。
優選的，在上述制備方法中，步驟(3)中所述納米氧化鋅的粒徑為100～200nm。
優選的，在上述制備方法中，步驟(3)中所述納米二氧化硅的粒徑為100～150nm。
優選的，在上述制備方法中，步驟(3)中所述惰性氣體選在氮氣、氖氣、氬氣中的任意一種。
一種通過上述方法制備的聚烯烴-石墨烯復合材料。
與現有技術相比，采用上述技術方案的本發明具有以下優點：本發明的復合材料成功解決了石墨烯易團聚的問題，同時優化了聚合物(聚烯烴)和石墨烯材料之間的相容性，并且制備方法簡單易行，適合大規模生產應用，極具市場前景。
具體實施方式
下面實施例將進一步舉例說明本發明。這些實施例僅用于說明本發明，但不以任何方式限制本發明。
實施例1：聚烯烴-石墨烯復合材料的生產。
(1)稱量聚乙烯100g、石墨烯10g、三甲基氯硅烷5g，并將稱量后的物料于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于60℃加熱4小時，得到預活化料；
(3)稱量納米氧化鋅(粒徑100nm)1g和納米二氧化硅(粒徑100nm)1g，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在氮氣氣氛中于100℃活化2小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
實施例2：聚烯烴-石墨烯復合材料的生產。
(1)稱量聚氯乙烯100g、石墨烯25g、三甲基氯硅烷10g，并將稱量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于70℃加熱3.5小時，得到預活化料；
(3)稱量納米氧化鋅(粒徑110nm)5g和納米二氧化硅(110nm)5g，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在氮氣氣氛中于110℃活化1.5小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
實施例3：聚烯烴-石墨烯復合材料的生產。
(1)稱量聚丙烯100g、石墨烯15g、三甲基氯硅烷8g，并將稱量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于80℃加熱3小時，得到預活化料；
(3)稱量納米氧化鋅(粒徑130nm)2g和納米二氧化硅(粒徑130nm)2g，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在氖氣氣氛中于120℃活化1小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
實施例4：聚烯烴-石墨烯復合材料的生產。
(1)稱量乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100g、石墨烯25g、三甲基氯硅烷7g，并將稱量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于90℃加熱2小時，得到預活化料；
(3)稱量納米氧化鋅(粒徑160nm)5g和納米二氧化硅(粒徑140nm)5g，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在氬氣氣氛中于140℃活化0.5小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
實施例5：聚烯烴-石墨烯復合材料的生產。
(1)稱量乙烯-丙烯酸甲酯共聚物100g、石墨烯20g、三甲基氯硅烷8g，并將稱量后的組分于室溫混合均勻，得到混合料；
(2)將步驟1中得到的混合料于70℃加熱3小時，得到預活化料；
(3)稱量納米氧化鋅(粒徑200nm)3g和納米二氧化硅(粒徑150nm)3g，并與步驟2中得到的預活化料于室溫混合均勻，然后在氬氣氣氛中于150℃活化0.5小時，得到聚烯烴-石墨烯復合材料。
前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想窮盡本發明，或者將本發明限定為所公開的精確形式；相反，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現并利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的范圍旨在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。