[发明专利]一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料，按质量百分比由以下组分组成：石墨烯0.2％‑2％，碳化硅0.5％‑3％，环氧树脂95％‑99.3％，上述各组分的质量百分比之和为100％。本发明还公开了一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料的制备方法，包括分别对氧化石墨烯和碳化硅颗粒进行改性，将改性氧化石墨烯和改性碳化硅进行复合处理，得到石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料。本发明一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料具备良好的耐磨性能和耐腐蚀性能；本发明一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料的制备方法，操作简单，可实施性强，制备效率高。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料，还涉及一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料的制备方法。

背景技术

海洋在各国的经济建设和安全中扮演越来越重要的角色，合理利用和开发海洋资源已成为各国发展的目标。舰船装备、海洋平台等使用材料因长期处于海洋环境下，易导致装备腐蚀、磨损失效，作业的风险和经济的损失较大，因此，海洋环境用耐磨防腐材料的研究越来越受关注。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的单原子层厚度的二维材料，具有六角型蜂巢结构，石墨烯特殊的单原子层结构决定了其丰富优异的物理性能，如优异的阻隔性和防腐性能，柔性片层结构的石墨烯可以有效地阻碍腐蚀介质的侵蚀、渗透和蔓延。作为添加相复合到树脂基体中可提升基体的防腐及力学性能等。碳化硅颗粒具有抗氧化性强、耐磨损性好、硬度高以及耐化学腐蚀等优良特性，通过向树脂基体中添加微纳米碳化硅可提升材料的硬度，增强耐磨性；另一方面由于碳化硅自身的稳定性，其添加到树脂材料中能在一定程度上提升防腐性能。同时，微纳米碳化硅的加入对增强树脂基体的性能提升有着十分重要的影响。

中国专利(SiC/氧化石墨烯复合改性环氧树脂的方法，申请号：201810428473.X，申请日：2018-05-07，公告号：CN108659467A，公告日：2018-10-16)公开了一种SiC/氧化石墨烯复合改性环氧树脂的方法，该专利将纳米SiC加入到氧化石墨烯水分散液中超声处理后，再置换出体系中的水分。由于水分在树脂固化体系中的属不利影响因素，水分处理不完全将严重影响材料的性能。

中国专利(高性能压缩机阀组装置及斜板式空调压缩机，申请号：201810507956.9，申请日：2018-05-24，公告号：CN108708844A，公告日：2018-10-26)公开了一种抗磨耐腐蚀的空调压缩机气阀阀片，其中石墨烯改性过程反应结束后通过收集滤渣，120℃真空干燥滤渣得到改性石墨烯；SiC改性过程经过高温焙烧、双氧水和浓硫酸混合液浸泡、与硅烷偶联剂反应后，过滤并真空干燥。该专利中改性石墨烯或碳化硅在干燥过程中会产生团聚、板结，二次分散困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料，解决了现有复合材料易腐蚀、磨损失效的问题。

本发明的另一目的是提供一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料的制备方法，有效提高了复合材料的耐蚀、耐磨性能。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料，按质量百分比由以下组分组成：石墨烯0.2％-2％，碳化硅0.5％-3％，环氧树脂95％-99.3％，上述各组分的质量百分比之和为100％。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对氧化石墨烯进行表面改性，得到改性氧化石墨烯；

步骤2、对碳化硅颗粒表面进行改性，得到改性碳化硅；

步骤3、将改性氧化石墨烯和改性碳化硅进行复合处理，得到石墨烯/碳化硅复合增强树脂材料。

本发明第二种技术方案的特点还在于，

步骤1具体按照以下步骤实施：