[發明專利]一種12-羥基硬脂酸結構改性氧化石墨烯材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110365530.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113265160B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉強;游波;任衛東
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C09C1/46
• 分類號: C09C1/46;C09C3/12;C09C3/08;C09D7/62;C09D5/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

本發明涉及一種12?羥基硬脂酸結構改性氧化石墨烯材料的制備方法，本發明采用氨基硅烷進行架橋：一端，氨基硅烷中的硅烷與氧化石墨烯上的羥基鍵水解反應進行連接；另一端，氨基硅烷中的氨基與12?羥基硬脂酸三甘油酯（氫化蓖麻油）分子鏈段進行連接，從而實現將12?羥基硬脂酸結構分子片段原位接枝于氧化石墨烯表面，利用其氫鍵網絡作用提高納米氧化石墨烯片層的抗團聚性能。可以先進行硅烷水解再進行氨基酰胺化，也可以先進行氨基酰胺化再進行硅烷水解。本發明高分散性，可均勻分散于多種溶劑和樹脂體系中；有機分子鏈的接入增強了氧化石墨烯片層與有機樹脂或介質的兼容性，減少了體系中有機無機分相離。

技術領域

本發明涉及一種納米材料，尤其涉及一種12-羥基硬脂酸結構改性氧化石墨烯材料的制備方法，屬于納米復合材料技術領域。

背景技術

納米材料是本世紀的研究熱點。納米材料因其獨特的物理化學性質而引起研究者的廣泛關注。其中，石墨烯和氧化石墨烯作為近些年研究發現的新型二維碳納米材料，具有優異的光學、電學、力學特性以及大的比表面積、良好的界面效應等獨特性能，在材料學、催化、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，被認為是一種潛力巨大的材料。

但納米材料在實際應用中的一個顯著缺點是非常容易團聚或沉積。納米材料比表面積大，具有相當高的表面能,處于能量不穩定狀態，納米材料為了降低表面能，往往通過相互聚集而達到穩定狀態,因而引起納米材料團聚。材料團聚后相應部分性能將下降顯著，如石墨烯，氧化石墨烯團聚后，其在防腐涂料中的片層屏蔽效果將顯著下降。因此，研究如何減少二維納米材料的團聚是有效開發利用二維納米材料中的一個重要課題。盡管不少研究工作者對此進行了大量的研究，但實際應用中總體效果有限，目前，二維納米材料的分散技術仍然存在著穩定性差，易沉降，持久性有限等缺陷。

鑒于此，克服現有技術所存在的缺陷，提供一種穩定性好，經濟、高效的抗團聚二維納米片層材料的制備方法是本領域亟待解決的問題。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的主要目的在于提供一種12-羥基硬脂酸結構改性氧化石墨烯材料的制備方法。

本發明的目的在于提供一種改性氧化石墨烯的制備方法，改性氧化石墨烯可與聚天門冬氨酸酯固化劑進行原位交聯反應，減少石墨烯在涂層中的相分離，提高涂層對水汽、氧、鹽分等腐蝕物的屏蔽效果。

本發明提出的一種12-羥基硬脂酸結構改性氧化石墨烯材料的制備方法，采用兩步法，具體步驟如下：

（1）通過硅烷水解反應，用氨基硅烷改性氧化石墨烯，即將0.1~1 wt%氧化石墨烯粉末加入到54.9~76wt%第一介質溶劑和0~11wt%蒸餾水中，分散均勻，再在100~10000轉速攪拌下滴加溶于20~33 wt%第一介質溶劑中的1~3 wt%氨基硅烷，滴加完成后，升溫至30-100℃，中速攪拌下反應5-100小時，反應產物分離后，清洗干凈后干燥，得到氨基硅烷改性氧化石墨烯；

（2）對步驟（1）得到的氨基硅烷改性氧化石墨烯進行氨基酰胺化反應，即將0.5~0.8wt%的12-羥基硬脂酸結構衍生物加入到79.7~92 wt%第二介質溶劑中分散，升溫至80-110℃至完全溶解；將步驟（1）得到的0.05~0.08wt%氨基硅烷改性氧化石墨烯加入到7.45~19.1 wt%第二介質溶劑中，加入催化劑0~0.32 wt%，分散均勻后，滴加入溶解12-羥基硬脂酸結構衍生物的混合溶液中反應24-72小時，反應產物分離后清洗并干燥；或制成活化漿料：在溶劑或樹脂中加入適量制得的改性氧化石墨烯，高速分散，溫度40~55度條件下保持30~60分鐘，再在中低速攪拌下冷卻至室溫。

本發明中，步驟（1）中所述氧化石墨烯為單層、雙層、少層（如3~10層）或多層（如10層以上）氧化石墨烯結構中的任意一種以上。