一種石墨烯‑環氧樹脂複合材料的製作方法

2023-04-30 17:08:16 1

本發明屬於石墨烯材料技術領域，涉及一種石墨烯-環氧樹脂複合材料。

背景技術：

石墨烯作為近年來發現的二維碳素晶體，其強度達130GPa，成為世界上強度最高的材料，其還具有超大的比表面積、良好的疏水性和優異的耐磨性。此外，石墨烯比目前任何其他材料的導熱效果都好，其熱導率約為4000wm/k，是銅的5倍，是金剛石的2倍。

石墨烯與樹脂基體複合後可以降低複合材料的熱膨脹係數，大大增加熱導率，添加適量的石墨烯可以使基體樹脂的力學性能得到顯著地提高，克服一般無機填料使用量大等缺點。石墨烯憑藉其優異的導電性和極低的加入量，成為一種極具潛力的導電改性劑。因此，通過石墨烯改性聚合物製備納米複合材料具有很好的應用前景，但石墨烯層與層之間容易產生聚集，導致其在共混基體中分散不均勻，另外，石墨烯與其他介質的界面相容性較差，不能有效地改善聚合物的性能。

技術實現要素：

針對上述情況，本發明的目的在於提供一種石墨烯-環氧樹脂複合材料。

為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種石墨烯-環氧樹脂複合材料，其包含以重量份計的下列組分：石墨烯50～80份、環氧樹脂20～40份、聚乙烯5～10份、納米二氧化矽1～5份和尼龍4～7份。

優選的，所述石墨烯-環氧樹脂複合材料包含以重量份計的下列組分：石墨烯60～70份、環氧樹脂25～35份、聚乙烯6～9份、納米二氧化矽2～4和尼龍5～6份。

更優選的，所述石墨烯-環氧樹脂複合材料包含以重量份計的下列組分：石墨烯65份、環氧樹脂30份、聚乙烯7份、納米二氧化矽3和尼龍5.5份。

優選的，在上述石墨烯-環氧樹脂複合材料中，所述石墨烯通過化學氣相沉積法、機械剝離法、化學剝離法或化學合成法製得。

優選的，在上述石墨烯-環氧樹脂複合材料中，所述聚乙烯選自超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯中的任意一種。

優選的，在上述石墨烯-環氧樹脂複合材料中，所述納米二氧化矽的粒徑為100～200nm。

優選的，在上述石墨烯-環氧樹脂複合材料中，所述尼龍具有如式I所示的結構：

其中：n為100～300中的任一整數。

與現有技術相比，採用上述技術方案的本發明具有以下優點：本發明的石墨烯-環氧樹脂複合材料利通過尼龍和納米二氧化矽等材料改善了石墨烯與聚合物界面之間的結合強度，有效改善了環氧樹脂聚合物的力學性能、機械性能和電學性能。

具體實施方式

下面實施例將進一步舉例說明本發明。這些實施例僅用於說明本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1：石墨烯-環氧樹脂複合材料的生產。

本實施例的石墨烯-環氧樹脂複合材料包含下列組分：石墨烯(經化學氣相沉積法製得)50kg、環氧樹脂20kg、超低密度聚乙烯5kg、納米二氧化矽(粒徑100nm)1kg和聚對苯二甲醯對苯二胺(聚合度100)4kg。

實施例2：石墨烯-環氧樹脂複合材料的生產。

本實施例的石墨烯-環氧樹脂複合材料包含下列組分：石墨烯(經化學氣相沉積法製得)80kg、環氧樹脂40kg、低密度聚乙烯10kg、納米二氧化矽(粒徑200nm)5kg和聚對苯二甲醯對苯二胺(聚合度300)7kg。

實施例3：石墨烯-環氧樹脂複合材料的生產。

本實施例的石墨烯-環氧樹脂複合材料包含下列組分：石墨烯(經化學氣相沉積法製得)60kg、環氧樹脂25kg、低密度聚乙烯6kg、納米二氧化矽(粒徑150nm)2kg和聚對苯二甲醯對苯二胺(聚合度200)5kg。

實施例4：石墨烯-環氧樹脂複合材料的生產。

本實施例的石墨烯-環氧樹脂複合材料包含下列組分：石墨烯(經化學氣相沉積法製得)70kg、環氧樹脂35kg、中密度聚乙烯9kg、納米二氧化矽(粒徑180nm)4kg和聚對苯二甲醯對苯二胺(聚合度150)6kg。

實施例5：石墨烯-環氧樹脂複合材料的生產。

本實施例的石墨烯-環氧樹脂複合材料包含下列組分：石墨烯(經化學氣相沉積法製得)65kg、環氧樹脂30kg、高密度聚乙烯7kg、納米二氧化矽(粒徑100nm)和聚對苯二甲醯對苯二胺(聚合度250)5.5kg。

前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述並非想窮盡本發明，或者將本發明限定為所公開的精確形式；相反，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在於解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術人員能夠實現並利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的範圍旨在由所附的權利要求書及其等同形式所限定。