[发明专利]氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料，其特征在于，所述复合材料为黑色固体，是以环氧树脂为基体，加入氧化石墨烯液晶有机溶液、固化助剂复合而成；所述固化助剂为胺类固化剂，或者酸酐类固化剂和促进剂；石墨烯液晶的质量是环氧树脂质量的0.5～5％，胺类固化剂的质量是环氧树脂质量的20～40％，酸酐类固化剂的质量是环氧树脂质量的60～80％，促进剂的质量是环氧树脂质量的1～5％。

2.根据权利要求1所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料，其特征在于，所述氧化石墨烯液晶有机溶液是由浓度为0.5-5mg/mL的氧化石墨烯液晶水溶液、有机溶剂、氨丙基聚二甲基硅氧烷-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物(PAPMS-b-PDMS)按照用量比40～500mg:8～200mL:1mg制备得到；所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙醚、环己烷、甲苯、三氯甲烷或二氯甲烷。

3.如权利要求1或2所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯溶解于去离子水中，利用超声波细胞粉碎机分散15～60min，得到浓度为0.5-5mg/mL的氧化石墨烯液晶水溶液，然后向其中加入有机溶剂，并滴加氨丙基聚二甲基硅氧烷-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物，磁力搅拌，进行静止分层，然后将氧化石墨烯从水相转移到有机相中，得到氧化石墨烯液晶有机溶液；所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙醚、环己烷、甲苯、三氯甲烷或二氯甲烷；所述氧化石墨烯、有机溶剂、氨丙基聚二甲基硅氧烷-聚二甲基硅氧烷嵌段共聚物的用量比为40～500mg:8～200mL:1mg；

(2)将步骤(1)所得氧化石墨烯液晶有机溶液加入环氧树脂中，氮气氛围下40～50℃机械搅拌1～5h，然后空气中在40～48℃下继续机械搅拌1～12h，得到粘稠状石墨烯液晶-环氧树脂混合液，向该混合液中加入胺类固化剂，或者向该混合液中加入酸酐类固化剂和促进剂，搅拌均匀，进行浇注，然后真空脱除气泡，热处理固化，自然冷却，得到所述石墨烯液晶-环氧树脂复合材料；所述促进剂为胺类促进剂、酚类促进剂、甲基咪唑促进剂或乙基己酸盐促进剂；所述石墨烯液晶的质量是环氧树脂质量的0.5～5％，胺类固化剂的质量是环氧树脂质量的20～40％，酸酐类固化剂的质量是环氧树脂质量的60～80％，促进剂的质量是环氧树脂质量的1～5％。

4.根据权利要求3所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚型环氧树脂、缩水甘油酯型或缩水甘油醚型环氧树脂。

5.根据权利要求3所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述胺类固化剂为二乙基三胺或脂肪族改性胺593固化剂。

6.根据权利要求3所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述酸酐类固化剂为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐，所述乙基己酸盐促进剂为三-2-乙基己酸盐、甲基咪唑促进剂为2-乙基-4-甲基咪唑、酚类促进剂为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚。

7.根据权利要求3所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述热处理固化的方法为：当采用胺类固化剂进行固化反应时，固化温度为50～70℃，固化时间为1～3h；当采用酸酐类固化剂和促进剂进行固化反应时，先在60～85℃固化0.5～1.5h，然后在115～125℃固化2.5～3.5h；最后在135～180℃下固化2.5～3.5h。

8.根据权利要求3所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述磁力搅拌的时间为15～60min。

9.根据权利要求1或2所述氧化石墨烯液晶-环氧树脂复合材料用作电气绝缘材料。