[发明专利]一种石墨烯改性高分子材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯改性高分子材料，包括以下质量分数的组分：高分子材料70％～80％，氧化石墨烯4％～8％，纳米二氧化钛15％～25％。本发明还公开一种石墨烯改性高分子材料的制备方法，包括以下步骤：A、制备氧化石墨烯；B、制备石墨烯改性高分子材料。与现有技术相比，本发明将氧化石墨烯、纳米二氧化钛、高分子材料有机地结合起来制备高分子复合材料，提高了材料的力学性能,降低了材料的制备成本，本发明一种石墨烯改性高分子材料的制备方法有效改善团聚现象，高分子复合材料中的石墨烯、纳米二氧化钛分散均匀。

技术领域

本发明涉及一种高分子复合材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯改性高分子材料及其制备方法。

背景技术

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。

申请号为201611224183.0的中国专利文献公开了一种石墨烯高分子复合材料的制备方法，首次将石墨烯衍生物分散在溶剂中与固态颗粒物进行混合形成混合物，混合物干燥后在设定气氛下以设定速度通过微波加热区对混合物加热处理以将混合物中石墨烯衍生物转化为石墨烯，随后冷却获得石墨烯与固态颗粒物的混合物，然后将混合物与高分子通过熔融、粘结成型等方法进行复合而获得石墨烯-高分子复合物。本发明提供的方法解决了目前石墨烯分散困难及石墨烯衍生物性能欠佳的问题，可以方便、快捷、批量生产石墨烯-高分子复合材料，有望为石墨烯及高分子材料的进一步发展及应用作出贡献。

然而，上述石墨烯高分子复合材料采用单一石墨烯增强高分子材料，其材料的力学性能较差，而若加入其它材料，在制备时易出现团聚现象，由此，急需解决。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种石墨烯改性高分子材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种石墨烯改性高分子材料，包括以下质量分数的组分：

高分子材料70％～80％，氧化石墨烯4％～8％，纳米二氧化钛15％～25％。

作为本发明的一种优选方案，包括以下质量分数的组分：

高分子材料75％，氧化石墨烯5％，纳米二氧化钛20％。

一种石墨烯改性高分子材料的制备方法，包括以下步骤：

A、制备氧化石墨烯

Aa、低温反应

把0.8g～1.2g石墨粉，0.3g～0.7g硝酸钠加入20ml～30ml冷却至4℃以下的浓硫酸中，进行机械搅拌，0.5h-2h后，将6g高锰酸钾分次加入，控制反应温度在4℃～20℃，反应时间为1h～2h；

Ab、中温反应

把步骤Aa混合液移入30℃～45℃的水浴中，进行机械搅拌，反应时间为0.5h～1h；

Ac、高温反应

向步骤Ab所得混合液中加入蒸馏水，接着把以上混合液置于95℃～100℃的水浴中保温15min～30min，保温期间进行机械搅拌；

Ad、水洗提纯

加60ml～80ml去离子水将步骤Ac的溶液稀释，5min～25min后加入体积分数为20％的双氧水15ml，去除高锰酸钾和二氧化锰，待反应5min～25min后再加入体积分数为10％的盐酸40ml洗涤掉硫酸根离子，过滤将所得滤饼置于真空干燥箱干燥72h得到氧化石墨，得到的氧化石墨研磨并密封保存；

Ae、氧化石墨的剥离

取氧化石墨与蒸馏水配成悬浮液，然后超声剥离3h～5h，抽滤，将滤饼置于40℃～60℃的干燥箱干燥40h～50h得到氧化石墨稀，研磨并密封保存；