[發(fā)明專利]一種原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910147483.0
• 申請(qǐng)日: 2019-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN109897189B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛剛;孫明明;李堅(jiān)輝;邢繼燁;張緒剛;張斌;王磊;李宇梅;趙明;宋彩雨;劉彩召;李奇力;梅格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院
• 主分類號(hào): C08G83/00
• 分類號(hào): C08G83/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于一種原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法是按以下步驟完成的：

一、濕混法制備原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物：

①、按重量份數(shù)稱取100份液態(tài)環(huán)氧樹脂、50份～500份有機(jī)溶劑和10份～200份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001％～10％的氧化石墨烯水分散液；

步驟一①中所述的液態(tài)環(huán)氧樹脂為脂環(huán)族環(huán)氧樹脂；

步驟一①中所述的有機(jī)溶劑為二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一種或其中幾種的混合物；

②、將100份液態(tài)環(huán)氧樹脂溶解到50份～500份有機(jī)溶劑中，得到混合溶液A；

③、使用酸溶液將10份～200份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001％～2％的氧化石墨烯水分散液的pH值調(diào)節(jié)至3～5，再滴加到以50r/min～500r/min的攪拌速度攪拌的混合溶液A中，得到混合溶液B；

步驟一③中所述的酸溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的鹽酸溶液；

④、將混合溶液B置于廣口燒杯中，再在溫度為80℃～150℃的恒溫油浴中以50r/min～600r/min的攪拌速度加熱攪拌4h～12h，得到含有殘留溶劑的原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物；

二、制備原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料：

①、使用三輥研磨機(jī)或球磨機(jī)研磨含有殘留溶劑的原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物，再在溫度為80℃～120℃和小于1000Pa的條件下脫除殘留溶劑，直至原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物的質(zhì)量不再發(fā)生變化，得到脫除溶劑的原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物；

②、向脫除溶劑的原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物中加入固化劑，再攪拌均勻，再在溫度為60℃～180℃下進(jìn)行固化3h～6h，得到原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料；

步驟二②中所述的固化劑為聚酰胺、脂肪胺、聚醚胺、脂環(huán)胺、酸酐類化合物、咪唑類化合物和哌嗪類化合物中的一種或其中幾種的混合物；

步驟二②中所述的脫除溶劑的原位接枝氧化石墨烯/環(huán)氧樹脂共混物與固化劑的質(zhì)量比為100:(10～100)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂為3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯、雙((3,4-環(huán)氧環(huán)己基)甲基)己二酸酯、4,5-環(huán)氧環(huán)己烷-1,2-二甲酸二縮水甘油酯、4-乙烯基-1-環(huán)己烯二環(huán)氧化物和1,4-環(huán)己烷二甲醇雙(3,4-環(huán)氧環(huán)己烷甲酸)酯中的一種或其中幾種的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位接枝氧化石墨烯改性耐高溫環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備方法，其特征在于步驟一①中所述的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001％～2％的氧化石墨烯水分散液的制備方法如下：

①、將石墨粉加入反應(yīng)容器中，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85％的磷酸，在冰水浴和攪拌的條件下加入高錳酸鉀，在冰水浴的條件下攪拌反應(yīng)20min～60min，之后使用加熱裝置將體系加熱至45℃～50℃，在45℃～50℃的條件下保溫8h～20h，自然冷卻至室溫，在冰水浴的條件下加入蒸餾水進(jìn)行稀釋，在常溫下滴加雙氧水至顏色變?yōu)榻瘘S色且沒有氣泡產(chǎn)生為止，在轉(zhuǎn)速為2000rpm～4000rpm的條件下離心10min～30min，將上清液倒出，底部黑色物質(zhì)去除，得到石墨烯分散液；

步驟①中所述的石墨粉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％的濃硫酸的質(zhì)量比為1:(30～150)；

步驟①中所述的石墨粉與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85％的磷酸的質(zhì)量比為1:(3～15)；

步驟①中所述的石墨粉與高錳酸鉀的質(zhì)量比為1:(5～15)；

步驟①中所述的石墨粉的質(zhì)量與蒸餾水的體積比為1g:(500mL～1000mL)；

②、使用蒸餾水對(duì)石墨烯分散液進(jìn)行洗滌，然后在轉(zhuǎn)速為8000rpm～10000rpm的條件下離心20min～60min后倒掉上清液；

③、重復(fù)步驟②的步驟至離心后的上清液pH大于6為止，最后一次離心后倒掉上清液，再加入蒸餾水，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.001％～2％的氧化石墨烯水分散液。