[发明专利]一种石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料及其制备方法和应用

权利要求书

1. 一种石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料，其特征在于主要组分按重量计为：

改性石墨烯            1份

改性纳米聚四氟乙烯    1份~20份。

2. 如权利要求1所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料，其特征在于所述改性石墨烯为石墨烯与氨基化试剂反应得到的氨基化石墨烯。

3. 如权利要求1所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料，其特征在于所述改性纳米聚四氟乙烯为羧基化的纳米聚四氟乙烯，平均粒径为10~100nm。

4. 如权利要求2所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料，其特征在于，所述石墨烯为还原氧化石墨烯、氧化石墨烯或功能化石墨烯中任一种或其多种组合；所述氨基化试剂为乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,2-丁二胺、1,3-丁二胺、1,6-己二胺、对苯二胺、环己二胺、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二苯醚二胺、三乙胺、丁三胺、双氰胺和己二酸二酰肼中任一种或其多种组合。

5. 如权利要求1所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

（1）将石墨烯溶解在分散剂中，超声分散0.5~2小时后，得到稳定且分散均匀的石墨烯分散液；将氨基化试剂加入到上述分散液中，60~90℃下反应12~18小时；其中，按重量计，石墨烯：分散剂：氨基化试剂=1:1000-10000:10-100；将反应后的分散液真空抽滤，用分散剂和去离子水洗净杂质，将产物置于50~100℃的真空烘箱中烘干，制得改性石墨烯；纳米聚四氟乙烯在辐照下同丙烯酸反应，得到改性纳米聚四氟乙烯；

（2）将步骤（1）所得的改性石墨烯和改性纳米聚四氟乙烯按重量比1:1-20混合溶解在分散剂中，超声分散0.5~2小时后，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、1-羟基苯并三唑和三乙胺，30~50℃下反应12~24小时；其中，按摩尔量比例计，改性石墨烯：1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐：1-羟基苯并三唑：三乙胺=1:0.8-1.5:0.8-1.5:15-30；将反应后的分散液真空抽滤，用分散剂和去离子水洗净杂质，将产物置于50~100℃的真空烘箱中烘干，即得到具有降磨减摩功能的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料。

6. 如权利要求5所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为四氢呋喃、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、环己醇、二氧六环和二甲基亚砜中任一种或其多种组合。

7. 如权利要求1所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料的应用，其特征在于将其添加于聚合物材料或润滑剂中，用于制备降磨减摩材料或降磨减摩器件。

8. 如权利要求7所述的石墨烯-纳米聚四氟乙烯复合填料的应用，其特征在于，所述聚合物材料为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺、聚芳醚铜、聚甲醛、聚醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚异戊二烯和ABS树脂中任一种或其多种组合；所述润滑剂为润滑油、水基液体、润滑脂和固体润滑剂中任一种或其多种组合。