[發明專利]石墨烯改性雙馬樹脂疊層高韌性復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810818946.7
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108976792A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 石峰暉;張寶艷;李嘉;杜宇;閆鴻琛
• 申請（專利權）人: 中航復合材料有限責任公司
• 主分類號: C08L79/08
• 分類號: C08L79/08;C08L71/10;C08K3/04;C08K7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及石墨烯改性雙馬樹脂疊層高韌性復合材料及其制備方法，該復合材料由雙馬樹脂預浸料和石墨烯薄膜按照層疊的方法鋪貼制成坯料，采用熱壓罐、烘箱或其他方法固化而成，得到的石墨烯/雙馬樹脂復合材料具有重量輕、耐高溫、力學性能及導電導熱性好等特點，在航空航天、電子信息和高新技術領域中有廣泛用途。

技術領域

本發明涉及石墨烯改性雙馬樹脂疊層高韌性復合材料及其制備方法，屬于高分子復合材料領域。

背景技術

雙馬來酰亞胺（BMI）是以馬來酰亞胺為活性端基的雙官能團化合物，可以與多種化合物共聚改性為韌性耐熱樹脂，因其主鏈含有芳環和氮雜環結構，賦予這類樹脂以耐高溫、耐濕熱、耐輻射、高絕緣、耐摩擦、阻燃、力學性能良好、尺寸穩定性好等多種優異性能，在國防、航空航天、電子等領域得到廣泛的應用。

石墨烯作為一種新型納米材料，與碳納米管等材料相比具有穩定的晶格結構及極高的載流子，具有極好的電導率、熱導率。目前石墨烯材料主要作為填料與其他組分混合，改善材料的電性能、熱性能及其他性能，但存在以下主要問題：（1）目前主要方法是將石墨烯分散在其他材料中制備復合材料，該方案很難解決石墨烯的分散問題，使用機械方法容易造成石墨烯的破壞，而化學分散劑并不適用于基體粘度高的體系，無法充分發揮石墨烯的性能；（2）在基體中分散的石墨烯如果比例低，無法發揮石墨烯的協同性能，復合材料導電導熱等性能不高；如果比例高，材料的綜合力學性能急劇下降，完成不能滿足工程上的要求。

現有的石墨烯復合材料不能同時達到導熱導電性能高、綜合力學性能好，難以滿足實際需要，限制石墨烯材料的廣泛應用。因此，開發一種導熱導電性能高、綜合力學性能好的新型石墨烯復合材料具有重要的意義。

發明內容

為解決現有技術中的上述技術問題，本發明提供了石墨烯改性雙馬樹脂疊層高韌性復合材料及其制備方法，該復合材料由雙馬樹脂預浸料和石墨烯薄膜按照層疊的方法鋪貼制成胚料，采用熱壓罐、烘箱或其他方法固化而成，得到的石墨烯/雙馬樹脂復合材料具有重量輕、耐高溫、力學性能及導電導熱性好等特點，在航空航天、電子信息和高新技術領域中有廣泛用途。

為了實現本發明，其采用了如下技術方案：

一種石墨烯/雙馬樹脂復合材料，其特征在于：該復合材料包括共固化的雙馬樹脂預浸料層和石墨烯薄膜層。

進一步地，所述雙馬樹脂預浸料層是由雙馬樹脂、纖維和纖維織物組成的增強材料復合而成的預浸料。

進一步地，所述雙馬樹脂由含雙馬來酰亞胺單體及同系物、含二烯丙級雙酚A單體及同系物及其他增韌改性劑組成，所述纖維由碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或石英纖維，所述纖維織物為碳纖維織物、玻璃纖維織物、芳綸纖維織物或石英纖維織物。

進一步地，所述石墨烯薄膜由石墨烯本體制成。

進一步地，所述石墨烯薄膜由石墨烯與其他材料共混后制成，石墨烯在薄膜中的質量比例為0.01%～100%。

進一步地，所述石墨烯薄膜由石墨烯與聚芳醚酮復合而成，石墨烯質量百分含量為50%。

制備上述石墨烯/雙馬樹脂復合材料的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）根據模具尺寸裁剪雙馬樹脂預浸料及石墨烯薄膜；

（2）將裁剪好的石墨烯薄膜在4-乙炔基苯胺溶液中室溫超聲24～48小時后取出，真空干燥；

（3）將裁剪好的雙馬樹脂預浸料與步驟（2）得到的石墨烯薄膜在模具上采用間隔或不間隔的順序鋪貼，得到鋪貼好的復合材料胚料；

（4）根據石墨烯/雙馬樹脂復合材料的共固化制度，將鋪貼好的復合材料胚料采用熱壓罐、壓機、烘箱或其他設備固化，脫模后得到石墨烯/雙馬樹脂復合材料。