[发明专利]一种石墨烯增韧胶乳复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料的制备方法，更具体涉及一种石墨烯增韧胶乳复合材料的制备方法。

背景技术

在石墨烯的应用中，石墨烯极易发生团聚，在复合材料中很难达到均匀分散，使得添加于复合材料的石墨烯的作用难以发挥。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高石墨烯在高聚物中分散性能的一种石墨烯增韧胶乳复合材料的制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种石墨烯增韧胶乳复合材料的制备方法，包括如下步骤：

对石墨烯进行预处理以减少石墨烯分散进入胶乳的阻力，增加石墨烯与乳胶的结合力；

将石墨烯溶解到溶剂中制得混合物A；

对所述混合物A进行再处理使所述混合物A中无气泡且所述石墨烯在溶剂中均匀分散；

对再处理后的所述混合物A进行高压均质处理制得混合物B，所述混合物B中无颗粒；

将所述混合物B加入到胶乳材料中进行均质处理制得混合物C；

对所述混合物C进行干燥处理至所述混合物C中的溶剂被去除，制得石墨烯增韧胶乳复合材料。

在一些实施方式中，所述预处理包括浸润、插层、预混和超声。

在一些实施方式中，所述混合物A中还包括表面活性剂或偶联剂，所述表面活性剂或偶联剂与所述石墨烯的质量百分比为0.1％-10％。

在一些实施方式中，所述溶剂选自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、四氢呋喃、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述石墨烯与所述溶剂的质量比为0.0175-0.03：1。

在一些实施方式中，所述再处理依次包括砂磨、纳米化和过滤。

在一些实施方式中，所述均质的手段为搅拌和超声，所述高压均质处理的压力为500-2000Bar，时间为10-300min。

在一些实施方式中，所述胶乳为半硫化胶乳。

在一些实施方式中，所述干燥处理包括高温烘干干燥或/和室温干燥或/和低温干燥或/和通风干燥或/和真空干燥或/和超临界干燥，所述干燥处理温度范围为100-150℃，所述干燥处理的时间为6-48h。

在一些实施方式中，所述导热高强度石墨烯胶乳复合材料包括质量百分比为0.1％-0.01％的石墨烯。

其有益效果为：石墨烯具有类苯环结构，根据相似相容原理，石墨烯在水性溶液中不易于相容与分散。将石墨烯先溶解在溶剂中，再通过胶乳材料易于制成石墨烯胶乳复合材料。

本发明通过高压均质的分散方法使团聚的石墨烯均匀分散在经过预处理的液态胶乳中。在高压的外力作用下，石墨烯层间作用力被消弱，达到良好的分散状态，继而形成均匀稳定的热传递网络，使制得的复合材料导热均匀。

本发明不仅提高了石墨烯在高聚物中的分散性能，同时又保持了石墨烯的晶体结构，防止其被破坏，从而保证了胶乳复合材料的机械性能价值。

基于石墨烯材料堆积密度小和比表面积大特点，将石墨烯占导热高强度石墨烯复合材料的质量百分比控制在0.1％-0.01％之内，既能保证石墨烯的性能得到发挥，又可防止胶乳不具有机械性能价值。

0.1％-10％的表面活性剂或偶联剂的加入可使石墨烯在有机介质中的分散更为均匀，并增加了复合材料中石墨烯和聚合物间的相容性和结合力。

具体实施方式

实施例一