[發明專利]一種石墨烯基環氧樹脂復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811587938.2
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109679287A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 唐亞楠;戴憲起;張海泉;趙高;張潔;滕達;李楨
• 申請（專利權）人: 鄭州師范學院
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L63/10;C08K9/04;C08K9/06;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種石墨烯基環氧樹脂復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域。以質量份計，所述石墨烯基環氧樹脂復合材料由包括以下質量份的原料制備得到：氧化石墨烯0.01～10份、偶聯劑0.01～5份、環氧樹脂100份、固化劑1～30份、表面活性劑0.01～1份、分散劑0.01～1份、溶劑100～200份。本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料具有較好的力學性能和耐高溫性能。實施例結果表明，本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料的耐高溫性能大于320℃，邵氏硬度大于92.0 HD，沖擊強度大于6.5kJ/cm²。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，尤其涉及一種石墨烯基環氧樹脂復合材料及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂主要應用于涂料、土木工程、材料工程、電子電氣工業等領域。環氧樹脂的發展空間巨大，市場對環氧樹脂的需求也不斷增加，對其性能要求也在逐漸提高，高力學強度、耐高溫等都是環氧樹脂未來的發展趨勢。

石墨烯是一種由單層碳原子以sp²雜化軌道組成的二維蜂窩狀晶格結構的新型碳納米材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景。但是石墨烯片層結構之間的強相互作用，導致石墨烯極易發生團聚，使得石墨烯與環氧樹脂形成復合材料時，石墨烯分散不均勻，影響復合材料的力學性能和耐高溫性能。

發明內容

本發明提供了一種石墨烯基環氧樹脂復合材料及其制備方法，本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料具有較好的力學性能和耐高溫性能。

本發明提供了一種石墨烯基環氧樹脂復合材料，以質量份計，由包括以下組分的原料制備得到：

優選的，所述偶聯劑包括硅烷偶聯劑和/或鈦酸酯偶聯劑。

優選的，所述固化劑包括乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一種或多種。

優選的，所述表面活性劑包括烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酸鈉、海藻酸鈉和硬脂酸鈉中的一種或多種。

優選的，所述分散劑包括聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯蠟和羧甲基纖維素鈉中的一種或多種。

優選的，所述溶劑包括N，N’-二甲基甲酰胺和/或N，N’-二甲基乙酰胺。

本發明還提供了上述技術方案所述石墨烯基環氧樹脂復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氧化石墨烯、偶聯劑、分散劑和表面活性劑在溶劑中混合后進行改性，得到改性氧化石墨烯；

(2)將所述步驟(1)得到的改性氧化石墨烯和環氧樹脂混合后加熱，然后再加入固化劑進行固化，得到石墨烯基環氧樹脂復合材料。

優選的，所述步驟(1)中改性的溫度為50～80℃，時間為5～7h。

優選的，所述步驟(2)中加熱的溫度為60～90℃，時間為10～14h；所述步驟(2)中固化的溫度為60～90℃，時間為5～7h。

本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料，以質量份計，由包括以下組分的原料制備得到：氧化石墨烯0.01～10份、偶聯劑0.01～5份、環氧樹脂100份、固化劑1～30份、表面活性劑0.01～1份、分散劑0.01～1份、溶劑100～200份。本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料具有較好的力學性能和耐高溫性能。實施例結果表明，本發明提供的石墨烯基環氧樹脂復合材料的耐高溫性能大于320℃，邵氏硬度大于92.0HD，沖擊強度大于6.5kJ/cm²。

具體實施方式

本發明提供了一種石墨烯基環氧樹脂復合材料，以質量份計，由包括以下組分的原料制備得到：