[发明专利]石墨烯复合材料

权利要求书

1.一种石墨烯复合材料，包括：

多个表面改质的奈米石墨烯片，占整体重量比为0.01-20wt％；

一母体树脂，占整体重量比为40-99wt％；以及

一填充剂，占整体重量比为1-40wt％，

其特征在于，所述表面改质的石墨烯奈米片是均匀分散于该母体树脂中，并透过该填充剂而相互接触连接，且该填充剂的粒径与所述表面改质的石墨烯奈米片的厚度的比值是介于2-1000之间。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，每个所述表面改质的奈米石墨烯片具有至少一表面改质层，藉披覆至少一表面改质剂而形成，且该表面改质剂选自一偶合剂，该偶合剂的化学结构为M_x(R)_y(R’)_z，M是一金属元素，R是一亲水性官能基，R’是一亲油性官能基，0≤x≤6，1≤y≤20，且1≤z≤20，且该表面改质的奈米石墨烯片的氧含量为3-20wt％，该亲水性官能基及该亲油性官能基用以使所述表面改质的奈米石墨烯片与该填充剂及该母体树脂之间产生化学键结。

3.根据权利要求2所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该表面改质剂的分子式是以Rx-Ry’表示，而R选自至少一苯环、吡啶(pyridine)或三嗪(triazine)，R’选自氨基、烷氧基、羰基、羧基、酰氧基、酰氨基、伸烷氧基、二甲基氨基(dimethylamino)或伸烷氧羧基，且1≤x≤4，0≤y≤10。

4.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该母体树脂包含热塑性树脂、热固性树脂及弹性体的至少其中之一。

5.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该母体树脂包含聚烯烃、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺树脂、聚甲基丙烯酸甲脂、聚缩醛、氟碳树脂、聚氧化苯、丙烯腈-苯乙烯共聚物以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的至少其中之一，或其组合。

6.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该母体树脂包含环氧树脂、三聚氰胺树脂、聚脂树脂、尿素树脂及酚醛树脂的至少其中之一，或其组合。

7.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该母体树脂包含苯乙烯是弹性体、聚烯烃是弹性体、聚胺基甲酸酯是弹性体、聚酯是弹性体、聚蕴胺是弹性体的至少其中之一，或其组合。

8.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该填充剂是选自金属粒子、陶瓷粒子或碳黑的任一者或其组合，且该金属粒子选自金、银、铜、镍、钛及铝的至少其中之一，该陶瓷粒子选自氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化硅、氢氧化铝及氢氧化镁的任一者或其组合。

9.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，进一步包含一润滑分散剂，其特征在于，该润滑分散剂包含聚乙烯蜡、硬脂酸酰胺、聚酰胺蜡、白矿油、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、醋酸乙烯酯蜡、石蜡、聚己二酸乙二醇酯、硬脂酸钙、硬脂酸锌、聚乙烯丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙烯吡咯烷酮以及3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯的至少其中之一，或其组合。

10.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，该表面改质的奈米石墨烯片包含N个相互堆栈的石墨烯层，N为30至300，且该表面改质的奈米石墨烯片的堆积密度(tapdensity)为0.1g/cm³至0.01g/cm³之间，该表面改质的奈米石墨烯片的厚度是在10nm至100nm的区间，该表面改质的奈米石墨烯片的平面横向尺寸是在1um至100um的区间，而该表面改质的奈米石墨烯片的平面横向尺寸与厚度的比值是在10至10000的区间。

11.根据权利要求1所述的石墨烯复合材料，其特征在于，进一步具有小于10⁵ohm*cm的体积电阻，以及大于3W/mK的热传导值。