[發明專利]一種高介電石墨烯基彈性體復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011381497.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112457616B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 楊智誠;呂建根;卓獻榮;楊永民;朱立學
• 申請（專利權）人: 仲愷農業工程學院
• 主分類號: C08L33/08
• 分類號: C08L33/08;C08K9/10;C08K3/04
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

1.一種高介電石墨烯基彈性體復合材料，包括彈性基體和分散在所述彈性基體中的石墨烯介電填料，其特征在于，所述石墨烯介電填料為表面負載多孔聚多巴胺的氧化石墨烯納米片，所述石墨烯介電填料與所述彈性基體的質量比例為0.96：100，所述彈性基體為丙烯酸丁酯彈性體；

所述石墨烯介電填料的制備方法為：

S1、稱取1g的EO₂₀PO₇₀EO₂₀溶于去離子水中，配制為濃度1g/L的溶液，得到溶液A；稱取0.32g的氧化石墨烯納米片，超聲分散在120ml的1mol/L的鹽酸溶液中，得到溶液B；將溶液B加入到溶液A中，再加入10ml的30%的過氧化氫溶液和2.5g的三羥甲基氨基甲烷，將混合溶液升溫至35-40℃，攪拌混合10-30min，得到溶液C；

S2、稱取0.38g的鹽酸多巴胺，加入到所述溶液C中，并充分溶解，繼續攪拌30-60min，得到溶液D；稱取3g的過硫酸銨配制為0.1mol/L的水溶液，并逐滴滴加到所述溶液D中，滴加速度5-6ml/min，滴加完畢后繼續攪拌10-20min，轉入聚四氟乙烯反應釜，在180-200℃下水熱6-12h，冷卻后濾出沉淀，分別以無水乙醇和去離子水洗滌，真空干燥；

所述氧化石墨烯納米片的厚度為1～100nm，直徑為100～200nm，其制備方法為：

稱取1g石墨粉與5g硝酸鈉加入裝有濃硫酸的燒杯中，在冰水混合物中磁力攪拌，緩慢加入6g高錳酸鉀，反應溫度在35℃左右，攪拌反應至溶液呈粘稠狀，反應時間約2h，加入80ml的去離子水，繼續攪拌30min，得到第一混合物；在第一混合物中加入20mL的體積分數為5％的雙氧水至無可見氣泡冒出，趁熱抽濾，得到第一產物；抽濾后的第一產物溶于500mL去離子水與50mL HCl混合成的溶液中，離心，得到第二產物，所得第二產物重復洗滌和離心操作，直至將第二產物的洗滌液洗滌至pH值低于等于5，且溶液中無SO₄^2-，得到氧化石墨烯納米片；

所述復合材料具有7層疊加的復合結構，其中，第1層和第7層中所述石墨烯介電填料的摻量為0，第2層和第6層中所述石墨烯介電填料的摻量為所述彈性基體質量的0.12%，第3層和第5層中所述石墨烯介電填料的摻量為所述彈性基體質量的0.21%，第4層中所述石墨烯介電填料的摻量為所述彈性基體質量的0.3%。

2.根據權利要求1所述的一種高介電石墨烯基彈性體復合材料的制備方法，其特征在于，先按預設摻量制備不同石墨烯介電填料摻量的彈性體，成型后依次疊加組合，經熱壓處理后制得。