[发明专利]石墨烯改性粉体环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯改性粉体环氧树脂及其制备方法，该方法包含如下步骤：将合成好的固体环氧树脂破碎，再用粉碎机将环氧树脂粉碎成预定粒径的粉体环氧树脂；将粉碎后的环氧树脂与石墨烯以预定比例混合，加入到粉体混合搅拌机中，混合均匀；将混合后的粉体环氧树脂和石墨烯的混合物与云母氧化铁灰以预定比例混合，然后加入到粉体混合搅拌机中，混合均匀，得到改性石墨烯。该方法将固体环氧树脂破碎成粉体再与石墨烯混合，石墨烯本身为粉末，使得石墨烯能快速高效均匀分散于粉体环氧树脂，且制得的产品各批次含量均一可控、制程方便，运输方便快捷，促进石墨烯的广泛应用。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，具体涉及一种石墨烯改性粉体环氧树脂及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

然而，由于石墨烯的超大比表面积，石墨烯的分散成为一大难点，从而限制了其在众多领域内的应用。另外，石墨烯微粒之间的范德华力导致石墨烯稳定性能比较差，非常容易发生团聚，储存困难，从而影响了后期的使用效能。

现阶段石墨烯改性环氧树脂的的方法是：石墨烯添加到环氧树脂前期的合成中，利用环氧树脂合成过程中的高温和接枝反应，将石墨烯分散在环氧树脂中，采用的是原位聚合的技术。该技术有以下不足之处：

1、石墨烯含量较低，无法做到高含量的石墨烯环氧树脂。

2、原位聚合石墨烯环氧树脂反应过程中的搅拌速度较慢，无法将石墨烯完全分散，石墨烯有团聚现象，树脂石墨烯均一性不好。

3、固体石墨烯环氧树脂溶解困难，需要较长的时间。

发明内容

有鉴于此，提供一种石墨烯高效分散、含量均一可控、制备方便的石墨烯改性粉体环氧树脂及其制备方法。

一种石墨烯改性粉体环氧树脂制备方法，其包含如下步骤：

将合成好的固体环氧树脂破碎，再用粉碎机将环氧树脂粉碎成预定粒径的粉体环氧树脂；

将粉碎后的环氧树脂与石墨烯以预定比例混合，加入到粉体混合搅拌机中，混合均匀；

将混合后的粉体环氧树脂和石墨烯的混合物与云母氧化铁灰以预定比例混合，然后加入到粉体混合搅拌机中，混合均匀，得到石墨烯改性粉体环氧树脂。

以及，一种石墨烯改性粉体环氧树脂，其采用如上所述的石墨烯改性粉体环氧树脂制备方法制得。

上述石墨烯改性粉体环氧树脂及其制备方法中，以固体环氧树脂为原料，粉碎成粉体，石墨烯本身为粉末状，将其与粉体环氧树脂混合，搅拌混合均匀，再加入云母氧化铁灰，得到石墨烯改性粉体环氧树脂。由于是粉体混合，石墨烯和环氧树脂可以根据需要按照任意比例混合，不限于现有技术中石墨烯含量低于5％，并且上述方法混合均匀，石墨烯获得高效分散，运输方便快捷，促进石墨烯的广泛应用。而且，不同批次的产品混合的含量均可控制，各批次中石墨烯含量均一性好、含量稳定可控。在上述制备方法中，云母氧化铁灰可以起到阻隔小颗粒环氧树脂之间的粘结，在溶解过程中可以有效地充当小粒径的研磨珠的作用，加快了树脂溶解速度。