[发明专利]一种石墨烯环氧树脂复合材料

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种石墨烯环氧树脂复合材料。

背景技术

石墨烯作为近年来发现的二维碳素晶体，其强度达130GPa，成为世界上强度最高的材料，其还具有超大的比表面积、良好的疏水性和优异的耐磨性。此外，石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好，其热导率约为4000wm/k，是铜的5倍，是金刚石的2倍。

石墨烯与树脂基体复合后可以降低复合材料的热膨胀系数，大大增加热导率，添加适量的石墨烯可以使基体树脂的力学性能得到显著地提高，克服一般无机填料使用量大等缺点。石墨烯凭借其优异的导电性和极低的加入量，成为一种极具潜力的导电改性剂。因此，通过石墨烯改性聚合物制备纳米复合材料具有很好的应用前景，但石墨烯层与层之间容易产生聚集，导致其在共混基体中分散不均匀，另外，石墨烯与其他介质界面相容性差，不能有效的改善聚合物的性能。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种石墨烯环氧树脂复合材料，通过氧化石墨烯与环氧树脂的共混，提高基体树脂的力学性能、机械性能和电学性能。

技术方案：本发明提供了一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5-10份，环氧树脂45-65份，活性稀释剂5-20份，填料25-35份，聚酰胺4-6份，硅树脂1-3份。

所述氧化石墨烯是由石墨氧化并超声分散而来，其表面带有羟基、羧基及环氧基团等高反应活性的官能团，能提高其在复合基体中的分散性。

所述活性稀释剂为多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚和二环氧丙烷乙基醚中的一种或几种的混合物。所述填料为石棉纤维、玻璃纤维、铁粉和铝粉中的一种或几种的混合物。

有益效果：本发明提供的石墨烯环氧树脂，利用氧化石墨烯的优势，提高石墨烯的分散性，通过活性稀释剂改善石墨烯与聚合物界面之间的结合强度，有效改善聚合物的力学性能、机械性能和电学性能。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但本发明并不因此局限于下述实施例。

实施例1

一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5份，环氧树脂45份，活性稀释剂5份，填料25份，聚酰胺4份，硅树脂1份。

按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。

实施例2

一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯4份，环氧树脂50份，活性稀释剂10份，填料30份，聚酰胺5份，硅树脂2份。

按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。

实施例3

一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯8份，环氧树脂55份，活性稀释剂15份，填料30份，聚酰胺5份，硅树脂2份。

按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。

实施例4

一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯10份，环氧树脂65份，活性稀释剂20份，填料35份，聚酰胺6份，硅树脂3份。

按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。

对上述各实施例所得复合材料的性能进行测试，结果如下：

测试项目实施例1实施例2实施例3实施例4拉伸强度（Mpa）70788072弯曲强度（Mpa）82909275冲击强度（J/m）60666360体积导电率（S/cm）9.6×10^-26.8×10^-29.8×10^-34.5×10^-4