[發明專利]一種多巴胺包覆納米二氧化硅改性的導電導熱玻璃纖維復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710514289.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107189495A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 曹云虎;劉曉珍;姚永紅
• 申請（專利權）人: 銅陵市永創變壓器電子有限公司
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/06;C09C3/10
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體涉及一種多巴胺包覆納米二氧化硅改性的導電導熱玻璃纖維復合材料的制備方法。

背景技術

玻璃纖維是現代社會一種常見的無機纖維產品，具有高強度、高模量、耐高溫、絕熱保溫性、電絕緣性、抗化學腐蝕等優良的物理、化學性能，因而在國民經濟中的許多領域得到廣泛的應用。但由于玻璃纖維的電絕緣性，使玻璃纖維增

強復合材料制備的電子儀器外殼等構件極易受到外界電磁信號的干擾，不僅影響設備的正常運轉，還有可能造成數據信息的泄露。所以，制備導電玻璃纖維作為高分子復合材料的導電填料材料，將有效解決電磁波污染問題。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種多巴胺包覆納米二氧化硅改性的導電導熱玻璃纖維復合材料的制備方法，依照該工藝制備的復合材料具有良好的導電導熱性能。

本發明所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：

一種多巴胺包覆納米二氧化硅改性的導電導熱玻璃纖維復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a. 多巴胺包覆改性二氧化硅：

向6-8重量份納米二氧化硅中1:5-10加入緩沖溶液，超聲分散處理30-40min，加入1-2重量份多巴胺，在25-35℃恒溫水浴中反應5-6h，離心、蒸餾水洗滌3-5次，在60-80℃烘箱中干燥完全；

b. 導熱填料氮化鋁的改性處理：

向2-4重量份微米氮化鋁中加入0.1-0.2重量份硅烷偶聯劑KH570，1:5-10加入乙醇，用乙酸調pH為5-6，超聲振蕩1-2h，置于75-85℃恒溫水浴中加熱攪拌、回流反應3-4h，冷卻后真空抽濾、水洗3-5次，于90-100℃鼓風干燥箱中烘干，研磨粉碎得改性氮化鋁；

c. 牛血清白蛋白改性玻璃纖維：

將20-30重量份玻璃纖維在400-500℃煅燒1-2h后，1:10-15浸泡在丙酮中清洗處理40-50min，1:5-10加入鹽酸溶液，羥基化處理50-60min，用蒸餾水洗滌3-5次，在60-70℃下烘干后，1:10-15加入牛血清白蛋白溶液，攪拌反應60-70min，用蒸餾水清洗3-5次，在通風廚中吹干，得牛血清白蛋白改性玻璃纖維；

d. 氧化石墨包覆改性：

向10-15重量份氧化石墨分散液中加入c中所得物料，攪拌30-40min提拉5-10次，蒸餾水洗滌3-5次，在60-70℃下烘干，在40-50℃混合液的蒸汽作用下處理1-2h，于180-200℃熱處理1-2h，再與a、b、c中所得物料混合均勻，得導電導熱材料。

其中，步驟a中所述緩沖溶液為三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽緩沖液、pH為8-9。步驟b中所述乙酸濃度為2-3%。步驟c中所述鹽酸溶液濃度為3-4mol/L，牛血清白蛋白溶液濃度為0.5-0.6mg/mL。步驟d中所述混合液為氫碘酸、乙酸以體積比1:2-3混合，氧化石墨分散液的質量分數為0.1-0.2%。

本發明的反應機理及有益效果如下：

用牛血清白蛋白(BSA)改性玻璃纖維，將BSA吸附在羥基化處理的玻璃纖維表面上；通過靜電吸附將氧化石墨包覆到BSA改性的玻璃纖維表面，再用氫碘酸、高溫熱處理還原氧化石墨，得到石墨烯包覆的玻璃纖維導電材料；用多巴胺氧化聚合對納米二氧化硅進行了包覆改性處理，可作為增強體，與改性玻璃纖維形成復合材料，界面粘結良好，力學性能好。

以氮化鋁為導熱填料，用硅烷偶聯劑KH570對填料進行改性處理，KH570部分包覆在氮化鋁的表面，可降低其表面能，提高填料與基體的相容性，可較好的分散在基體中，提高復合材料的導熱性能。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例

一種多巴胺包覆納米二氧化硅改性的導電導熱玻璃纖維復合材料的制備方法，其特征在于，按以下步驟進行：

a. 多巴胺包覆改性二氧化硅：

向6kg納米二氧化硅中1:5加入緩沖溶液，超聲分散處理35min，加入1kg多巴胺，在25-35℃恒溫水浴中反應6h，離心、蒸餾水洗滌5次，在60-70℃烘箱中干燥完全；

b. 導熱填料氮化鋁的改性處理：