[發明專利]一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910213413.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN110105771A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 田仕昂
• 申請（專利權）人: 寧波眾興新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/16
• 分類號: C08L83/16;C08L27/22;C08K9/04;C08K3/04;C08K5/098
• 代理公司: 寧波浙成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33268
• 代理人: 洪松

本發明公開了一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料，包括下述重量份的各原料：三乙胺2?4、氧化石墨烯10?15、聚碳硅烷100?110、環烷酸鋅0.4?1、亞磷酸酯5?7、雙酚A4?6、改性聚四氟乙烯纖維5?6、催化劑0.07?0.1，本發明實現了纖維與石墨烯間的有效結合，提高了成品材料的力學強度和表面韌性。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料及其制備方法。

背景技術

聚碳硅烷是一類高分子化合物，其主鏈由硅和碳原子交替組成，硅和碳原子上連接有氫或有機基團，分子鏈為線形或枝化結構。聚碳硅烷是目前高技術新材料中新出現的先驅體高分子中最重要的化合物，主要用于制備碳化硅系列的高技術陶瓷材料，其中以碳化硅纖維最具代表性；隨著社會經濟的不斷發展，全球對具有特殊功能的新型纖維的需求不斷增加，改性纖維材料已經成為復合材料研究領域的熱點之一。目前，石墨烯由于它出色的機械性能、電學性能和化學惰性已經成為了材料科學領域的一個研究熱點，在許多方面都有廣泛的應用。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術不足，提供一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料，包括下述重量份的各原料：

三乙胺2-4、氧化石墨烯10-15、聚碳硅烷100-110、環烷酸鋅0.4-1、亞磷酸酯5-7、雙酚A4-6、改性聚四氟乙烯纖維5-6、催化劑0.07-0.1。

進一步地，所述的催化劑為甲醇鈉。

進一步地，所述改性聚四氟乙烯纖維是由下述重量份的原料組成的：

甲基丙烯酸甲酯4-7、環氧丙醇2-3、聚四氟乙烯纖維10-14、烯基琥珀酸酐3-5、氯化亞砜15-20、蓖麻油酸鈣1-2、棕櫚蠟3-4、甲醇鋰0.01-0.02。

進一步地，所述改性聚四氟乙烯纖維的制備方法，包括以下步驟：

（1）取烯基琥珀酸酐，加入到氯化亞砜中，攪拌均勻，升高溫度為60-65℃，保溫攪拌20-30分鐘，加入棕櫚蠟，送入到75-80℃的恒溫水浴中，蒸餾除去氯化亞砜，得預處理棕櫚蠟；

（2）取甲基丙烯酸甲酯、預處理棕櫚蠟、蓖麻油酸鈣、環氧丙醇、聚四氟乙烯纖維混合，送入到不銹鋼反應釜中，通入氮氣，調節反應釜溫度為95-105℃，攪拌反應1-2小時，加入甲醇鋰，調節反應釜溫度為150-160℃，保溫攪拌2-3小時，出料冷卻，得改性聚四氟乙烯纖維。

一種石墨烯改性聚碳硅烷復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取改性聚四氟乙烯纖維，與雙酚A混合，加入到混合料重量3-5倍的甲苯中，攪拌均勻，得纖維溶液；

（2）取亞磷酸酯，加入到上述纖維溶液中，攪拌均勻，加入雙酚A，送入到反應釜中，升高溫度為80-85℃，保溫攪拌40-50分鐘，加入催化劑，調節反應釜溫度為95-100℃，保溫攪拌1-2小時，出料冷卻，得雙酚A改性纖維；

（3）取三乙胺、氧化石墨烯混合，加入到混合料重量3-5倍的甲苯中，在50-60℃下保溫攪拌1-2小時，得胺改性石墨烯溶液；

（4）取上述雙酚A改性纖維，加入到胺改性石墨烯溶液中，攪拌均勻，加入環烷酸鋅，升高溫度為150-160℃，保溫攪拌100-130分鐘，冷卻至常溫，加入聚碳硅烷，蒸餾，除去甲苯，即得所述石墨烯改性聚碳硅烷復合材料。