[發明專利]一種耐候石墨烯導電導熱復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810862092.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108948550A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 劉華喜;李葆;馬駿;董軍;徐斌;丁倩
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力有限公司六安供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C08L25/04
• 分類號: C08L25/04;C08L23/16;C08L33/00;C08L83/04;C08L33/12;C08L79/08;C08L91/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/08;C08K5/053;C08K5/17
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

本發明提供一種耐候石墨烯導電導熱復合材料及其制備方法，涉及高分子材料技術領域。本發明耐候石墨烯導電導熱復合材料由以下原料制成：改性石墨烯、改性彈性體、聚甲基丙烯酸甲酯、熱固性聚酰亞胺樹脂、導電填料、過氧化苯甲酰、潤滑劑、交聯劑、抗氧劑。本發明耐候石墨烯導電導熱復合材料但不具有良好的導熱、導電性能，還具有較好的抗拉伸、韌性、抗沖擊等力學性能，加工性能好，成本低，可廣泛適用于電力電網、電子電器、通訊等領域。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種耐候石墨烯導電導熱復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著工業的不斷發展，高分子材料得到越來越廣泛的應用。聚乙烯、聚丙烯、PTT聚酯、ABS等等大量使用在建筑、室內裝潢、家具、電力、電網、運輸等行業。如今，高分子材料制品已經在越來越多的領域里被應用，現有的導電、導熱、散熱、換熱等材料多為金屬或含金屬的材料制成，他們大都是不抗氧化、易腐蝕、壽命短、造價高及制備工藝復雜等缺點。目前也出現一些非金屬導電、導熱和換熱材料，多半是聚烯烴類材料和石墨的共混，缺點是：零下5度以下容易產生低脆性，生產出的產品在冬季運輸容易出現破碎。

石墨烯是目前已知材料中最薄的一種，非常牢固堅硬。石墨烯在原子尺度上結構非常特殊，作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知導體都快。石墨烯結構非常穩定，迄今為止，研究者仍未發現石墨烯中有碳原子缺失的情況。石墨烯中各碳原子之間的連接非常柔韌。當施加外部機械力時，碳原子面會彎曲變形，從而使碳原子不必重新排列來適應外力，也就保持了結構穩定。如此穩定的晶格結構使碳原子具有優秀的導電性。石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。而且原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯中電子受到的干擾也非常小。

現階段石墨烯復合材料的研究仍處于起步階段，許多重要的問題需要深入研究，比如石墨烯大規模化、低成本的制備；石墨烯的分散問題；石墨烯與其它基體和體系的相容性問題等。

因此，研制一種耐候石墨烯導電導熱復合材料及其制備方法尤為重要。

發明內容

針對現有技術中技術問題，本發明提供一種耐候石墨烯導電導熱復合材料及其制備方法。

為實現以上目的，本發明的技術方案通過以下技術方案予以實現：

一種耐候石墨烯導電導熱復合材料，所述耐候石墨烯導電導熱復合材料由以下重量份的原料制成：改性石墨烯20-30份、改性彈性體15-25份、聚甲基丙烯酸甲酯10-15份、聚酰亞胺樹脂10-16份、導電填料18-26份、過氧化苯甲酰1-1.5份、潤滑劑1-3份、交聯劑1-2份、抗氧劑1-2.5份。

優選的，所述耐候石墨烯導電導熱復合材料由以下重量份的原料制成：改性石墨烯23-28份、改性彈性體17-23份、聚甲基丙烯酸甲酯11-13份、聚酰亞胺樹脂12-14份、導電填料20-24份、過氧化苯甲酰1.2-1.4份、潤滑劑1.6-2.5份、交聯劑1.3-1.7份、抗氧劑1.5-2.1份。

優選的，所述改性石墨烯的改性方法為：采用石墨粉為原料，以改進的Hummers法制備氧化石墨，稱取1g氧化石墨超聲分散在500mLN,N-二甲基甲酰胺中，得到分散液，將12g異佛爾酮二異氰酸酯加入到分散液中，通入氮氣保護，在82℃條件下反應25h后，用氨水調節分散液的pH至9-10之間，然后升溫至93℃，加入1.2g水合肼還原2h，反應結束后用N,N-二甲基甲酰胺反復離心洗滌，直到除去未反應的異佛爾酮二異氰酸酯，得到改性石墨烯。

優選的，所述改性彈性體的改性方法為：將2重量份的硅烷偶聯劑用5重量份的乙醇溶解后,加入30重量份的彈性體攪拌均勻，再加入5重量份的納米粉體混合攪拌10-20min,再用超聲波分散20-28min,然后置于85-90℃恒溫真空干燥箱中干燥,得到改性彈性體。