[发明专利]一种薄层石墨烯聚合物复合材料的生产工艺

说明书

本发明公开了一种薄层石墨烯聚合物复合材料的生产工艺，涉及复合材料技术领域。本发明在制备薄层石墨烯聚合物复合材料时，先将硝酸铝、硝酸钙、纯水、氢氧化钠混合成硝酸盐混合溶液，将氧化石墨烯和硝酸盐混合溶液反应后再和乙炔基三乙氧基硅烷反应制得改性石墨烯；将聚氯乙烯和叠氮化钠反应制得聚叠氮乙烯；将聚乙烯醇、聚叠氮乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、乙烯‑甲基丙烯酸甲酯共聚物、三烯丙基异氰脲酸酯、环氧树脂、改性石墨烯、4,4'‑二氨基联苯、异佛尔酮二异氰酸酯混合密练，再进行模压制得薄层石墨烯聚合物复合材料。本发明制备的薄层石墨烯聚合物复合材料具有优异的导电性能和抗撕裂性能。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种薄层石墨烯聚合物复合材料的生产工艺。

背景技术

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，断裂强度比最好的钢材还要高二百倍，同时它又有很好的弹性和导电性。但是，石墨烯很难作为单一原料生产某种产品，而主要是利用其突出特性与其它材料体系进行复合，从而获得具有优异性能的新型复合材料。

随着社会的发展，导电聚合物因为价格便宜、质轻、结构可调控等优点，在日常生活中和科学研究中具有广泛的应用，但是导电聚合物易碎强度不高。使用石墨烯形成石墨烯聚合物复合材料的是一种提高强度和稳定性的方法，极具研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄层石墨烯聚合物复合材料的生产工艺，以解决现有技术中存在的问题。

一种薄层石墨烯聚合物复合材料的生产工艺，特征在于，所述薄层石墨烯聚合物复合材料是将聚乙烯醇、聚叠氮乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、三烯丙基异氰脲酸酯、环氧树脂、改性石墨烯、4,4'-二氨基联苯、异佛尔酮二异氰酸酯混合密练，再进行模压制得。

作为优化，所述聚叠氮乙烯是由聚氯乙烯和叠氮化钠反应制得。

作为优化，所述改性石墨烯是由氧化石墨烯和硝酸盐混合溶液反应后再和乙炔基三乙氧基硅烷反应制得。

作为优化，所述硝酸盐混合溶液是由硝酸铝、硝酸钙、纯水、氢氧化钠混合而成。

作为优化，主要包括以下工艺步骤：

(1)氧化石墨烯的制备：将石墨研磨至颗粒粒径小于0.1mm，再与质量分数为90～98％的浓硫酸按质量比1：10～1：15混合均匀，加入石墨质量1～1.2倍的高锰酸钾，在50～60℃，30～40kHz超声反应4～6h，再将温度控制在1～5℃，加入石墨质量0.1～0.3倍的过氧化氢，以800～1000r/min的转速搅拌10～15min后，再放入离心机中，在6000～8000r/min的转速离心下分离，用纯水和无水乙醇各离心洗涤3～5次，在20～30℃，1～2kPa干燥6～8h，制得氧化石墨烯；

(2)氧化石墨烯的改性：将氧化石墨烯、硝酸盐混合溶液按质量比1：30～1：40置于高压反应釜中，在90～100℃，30～40kHz超声反应20～24h，过滤并用纯水洗涤3～5次，在60～70℃干燥10～12h，制得预改性石墨烯；将预改性石墨烯、乙炔基三乙氧基硅烷、质量分数3～5％的氢氧化钠溶液和无水乙醇按质量比2：1：10：15～3：1：15：20混合均匀，在20～30℃，30～40kHz超声35～45min，过滤并用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在20～30℃，1～2kPa干燥6～8h，制得改性石墨烯；