[发明专利]一种石墨烯改性环氧树脂复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种石墨烯改性环氧树脂复合材料的制备方法，采用以石墨烯二维材料为主的多维的碳纳米填料，当石墨烯/碳纳米管/碳黑三种纳米填料占环氧树脂中的总质量分数为0.5wt％，且石墨烯/碳纳米管/碳黑添加质量比例为1/0.5/2时所制备的复合环氧树脂材料较未改性的环氧树脂材料压缩强度提升了67％，弯曲强度提升了68％，洛氏硬度提升了12％，热变形温度提升了15.5℃，同时增强了材料的化学稳定性，特别是增强了其对二氯甲烷和三氯甲烷的化学防护特性。

主权项

1.一种石墨烯改性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)制备石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合材料：将浓度为0.1％的氧化石墨烯水溶液倒入三口烧瓶，然后将称量好的环氧树脂倒入三口烧瓶，在50℃、‑0.3MPa下机械减压搅拌90min，在70℃、‑0.3MPa下机械减压搅拌3h，在80℃、‑0.25MPa下机械减压搅拌3h，在90℃、‑0.15MPa下机械减压搅拌3h，此时复合浆料中水分已蒸馏完毕，然后在保持80℃温度的情况下加入称量好的碳纳米管搅拌60分钟，最后将复合石墨烯/碳纳米管/环氧树脂复合浆料移至超声水浴中进行超声空化处理90min，超声水浴温度保持在15℃；2)制备碳黑/固化剂复合溶液：将称量好的碳黑倒入固化剂溶液中，并加入磁转子，碳黑在其中的质量份数根据最终复合材料中纳米填料比例设定，固化剂与环氧树脂基体的使用比例为0.85：1，在磁力搅拌器将复合溶液进行室温剪切分散45min，然后将溶液转移至超声水浴中，15℃下超声45min；3)将步骤一与步骤二中所得到的复合浆料和溶液15℃下磁力搅拌60min共混并超声空化处理60min，温度控制在15℃，以防止复合环氧树脂材料过早交联，从而导致复合浆料粘度过大，阻碍后续加工；4)将步骤3)得到的复合浆料倒入模具中，在常温下敞口放置12h，目的在于让环氧树脂分子链在常温下得到充分的运动，所制备的复合环氧树脂浆料在倒入模具后将使用真空烘箱对其进行常温减压处理30min，压力‑0.5MPa，温度15℃，然后将复合浆料随模具放入烘箱中进行固化，固化过程从烘箱传感器显示温度0℃开始升温，在60℃下保温2h，在80℃下保温2h，在110℃下保温3h，在150℃下保温1h，最后常温放置12h后脱模进行性能检测。