[發明專利]一種輕質復合石墨烯材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710753353.2
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN108299679A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 廖韶文
• 申請（專利權）人: 東莞產權交易中心
• 主分類號: C08K9/02
• 分類號: C08K9/02;C08K9/04;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/26;C08L69/00
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本發明公開了一種輕質復合石墨烯材料的制備方法，本發明的材料質輕，特別適合作為聚合物填料，不僅具有良好的相容性，且可以降低成品聚合物的重量，同時對于改善加工性，提高機械強度也具有很好的促進效果。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種輕質復合石墨烯材料的制備方法。

背景技術

石墨烯本質上非常容易聚集堆積，因此，為得到高均勻性的石墨烯粉體，且能避免石墨烯薄片彼此不均勻地堆積的現象，一直以來都是石墨烯在實際應用上最主要的技術困難點；

石墨烯本身既不親水也不親油，很難分散于各種溶劑中，也很難與包括無機納米粒子在內的其它物質進行有效復合，故需要對石墨烯的表面進行化學修飾以改善其可操作性，石墨烯的修飾包括共價鍵修飾和非共價鍵修飾。共價鍵修飾是將功能基團與石墨烯的表面以共價鍵的形式相互連接，然而，共價鍵修飾很難在石墨烯表面進行，往往以氧化石墨烯表面的含氧官能團為反應活性位點，非共價鍵修飾石墨烯的最主要優點在于功能基團的引入不會破壞石墨烯本身的共軛結構，從而使石墨烯的優異性能得以保留；

現有技術中，為改善高分子的性能，可結合塑料高分子與納米材料以形成納米復合材料，進而減輕重量，改善加工性，提高機械強度，比如耐沖擊力，目前已廣泛的應用于汽車、航天、信息、醫藥等工業，藉以拓展材料應用領域，滿足未來科技發展對材料性能的需求；

因此，本發明的目的就是通過將碳酸鈣與石墨烯進行有機化復合，以此作為塑料高分子材料的填料，從而保證該填料與塑料高分子材料間的相容性，進而達到降低成品高分子材料的重量，改善加工性，提高機械強度的效果。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中石墨烯容易聚集堆積的問題，通過將碳酸鈣與石墨烯進行有機化復合，以此作為塑料高分子材料的填料，從而保證該填料與塑料高分子材料間的相容性，進而達到降低成品高分子材料的重量，改善加工性，提高機械強度的效果，提供一種輕質復合石墨烯材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種輕質復合石墨烯材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取4-6重量份的四羥甲基硫酸磷，加入到其重量15-20倍的醇酰溶液中，升高溫度為50-60℃，保溫攪拌1-2小時，得磷化醇酰溶液；

（2）取10-14重量份的輕質碳酸鈣、2-3重量份的硬脂酸鋅混合，升高溫度為70-76℃，加入到上述磷化醇酰溶液中，保溫攪拌1-2小時，得輕質醇酰溶液；

（3）取0.3-1重量份的8-羥基喹啉，加入到其重量10-12倍的無水乙醇中，送入到90-95℃的恒溫水浴中，保溫攪拌30-40分鐘，處理，加入5-6重量份的四甲基二硅氧烷，攪拌至常溫，得烷醇溶液；

（4）取上述烷醇溶液、輕質醇酰溶液混合，超聲3-5分鐘，得輕質烷醇溶液；

（5）取25-30重量份的石墨烯，加入到其重量40-50倍的混酸溶液中，升高溫度為60-65℃，超聲2-3小時，加入3-4重量份的高錳酸鉀，升高溫度為80-90℃，保溫攪拌40-50分鐘，過濾，將沉淀水洗，真空100-110℃下干燥完全，得氧化石墨烯；

（6）取上述氧化石墨烯，加入到其重量30-49倍的去離子水中，加入5-7重量份的丙烯酸，超聲10-15分鐘，得氧化石墨烯分散液；

（7）取上述輕質烷醇溶液、氧化石墨烯分散液混合，攪拌均勻，加入0.1-0.2重量份的二氧化鉑，通入氮氣，在40-50℃下保溫反應10-15小時，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，即得所述輕質復合石墨烯材料。

所述的一種輕質復合石墨烯材料的制備方法，所述的醇酰溶液的制備方法為：