[發明專利]一種硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料及制備方法和用途

有效

• 申請號: 201811605126.6
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN111363306B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王要兵;吳茂祥;王文國;呂江泉
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/04
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了一種硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料及其制備方法和用途；所述硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料具有分散性好、材料硬度增加、耐沖擊性增強等特點。所述硫取代氧化氟化石墨烯可通過一鍋法與環氧樹脂混合，超聲，攪拌，加溫等步驟，制備得到硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料。所述制備工藝簡單可行，操作方便，普適性強。

技術領域

本發明屬于聚合物基復合材料制備技術領域，具體涉及一種硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料及制備方法和用途。

背景技術

2004年曼徹斯特大學Geim等研究人員從石墨上剝下少量石墨烯并研究其性能，發現其具有特殊的電子特性以及優異的力學、電學、光學、熱學和磁學性能，從而掀起了石墨烯應用研究的熱潮。石墨烯具有優異的導電、導熱和力學性能，它可作為制備高強導電復合材料的理想納米填料，同時也可與分散在溶液中的聚合物單體相混合進而經聚合形成復合材料體系，可賦予復合材料不同的功能性，表現出優異的力學和電學性能、優良的加工性能，為復合材料提供了更廣闊的應用空間。然而，由于石墨烯表面缺乏活性基團，自身又容易團聚，在聚合物中分散性較差，很難直接在聚合物界面間形成較強的相互作用，無法實現石墨烯在聚合物復合材料中的增強效果。因此，必須對石墨烯進行必要的修飾，然后再與聚合物進行復合，達到提高性能的目的。

環氧樹脂是指分子中含有兩個以上環氧基團的一類聚合物的總稱。由于環氧基的存在，在含有活潑氫的化合物作用下發生開環反應，固化交聯生成網狀結構，形成熱固性樹脂。其具有優良的物理機械和電絕緣性能，在涂料、建筑、電器工業中得到廣泛的應用。但由于環氧樹脂本身的結構特點，導致一些明顯的缺陷，如結構比較脆，耐沖擊性和耐熱性差等等。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的是提供一種硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料及其制備方法和用途，所述硫取代氧化氟化石墨烯表面含有活性基團，相比于石墨烯，其不易發生團聚現象，在聚合物中分散性較好，可以直接在聚合物界面間形成較強的相互作用，實現硫取代氧化氟化石墨烯在聚合物基復合材料中的增強效果。所述硫取代氧化氟化石墨烯可通過一鍋法與環氧樹脂混合，超聲，攪拌，加溫等步驟，制備得到硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料。所述制備工藝簡單可行，操作方便，普適性強。

本發明提供如下技術方案：

一種硫取代氧化氟化石墨烯/環氧樹脂復合材料，所述復合材料包括硫取代氧化氟化石墨烯和環氧樹脂。

根據本發明的優選方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯和環氧樹脂的質量百分含量沒有特別的限定，其可以為本領域技術人員知曉的能制備得到復合材料的任一質量百分含量；優選地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的質量百分含量為0.2-15wt％；所述環氧樹脂的質量百分含量為85-99.5wt％。還優選地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的質量百分含量為0.4-10wt％；所述環氧樹脂的質量百分含量為90-99.5wt％。優選地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的質量百分含量為0.8-5wt％；所述環氧樹脂的質量百分含量為95-99.2wt％。

根據本發明的優選方案，所述環氧樹脂的選擇沒有特別的限定，其可以為本領域技術人員知曉的任一分子量和聚合物的環氧樹脂；優選地，所述環氧樹脂的密度為1.0-1.5g/cm³。

根據本發明的優選方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯為本領域技術人員知曉的任一種硫取代氧化氟化石墨烯；優選地，所述硫取代氧化氟化石墨烯中硫的質量百分含量為0.5-5％，例如1-2％，如1.26％。所述硫取代氧化氟化石墨烯中氧的質量百分含量為5-15％，例如6-10％，如6.7％。所述硫取代氧化氟化石墨烯中氟的質量百分含量為1-6％，例如2-4％，如2.14％。

根據本發明的優選方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯具有如下至少一種結構或性能參數：

(1)所述硫取代氧化氟化石墨烯的比表面積為50-100m²/g，如83m²/g；