[发明专利]一种耐热性氧化石墨烯复合密胺树脂的生产工艺

说明书

本发明公开了一种耐热性氧化石墨烯复合密胺树脂的生产工艺，包括如下步骤：(1)改性的氧化石墨烯的制备，(2)复合三聚氰胺甲醛树脂的制备，(3)含氧化石墨烯的密胺树脂预聚体的制备，(4)氧化石墨烯/密胺树脂复合材料的制备。本发明树脂添加了氧化石墨烯，使得树脂导热系数较未添加氧化石墨烯的树脂提高了40％，通过添加二氧化钛纳米管，提高了树脂的抗化学腐蚀和耐光腐蚀性，提高了树脂的韧性；本发明生产工艺提高了密胺树脂的韧性和抗弯性能。

技术领域

本发明涉及密胺树脂材料领域，尤其涉及一种耐热性氧化石墨烯复合密胺树脂的生产工艺。

背景技术

石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的具有二维平面蜂窝状晶格结构的碳质材料，其独特的纳米结构决定其具有一系列优异的性能，理论比表面积高达2600㎡/g；导热系数高达 5000W/(m.K)，为金刚石的5倍，强度是已知材料中最高的，达130GPa，是钢的100多倍，目前，石墨烯被认为在功能性复合材料、纳米器件、储能材料以及催化剂载体等方面有着广泛的应用空间。

利用石墨烯的优异性能，制备石墨烯/聚合物复合材料，首先要解决石墨烯在聚合物中稳定分散的问题，氧化石墨烯表面带有许多含氧官能团，尽管氧化作用一定程度破坏了石墨烯的晶格结构，但是这些官能团能与聚合物形成强烈的相互作用，从而改善复合材料的性能。制备氧化石墨烯/聚合物复合材料的方法主要有溶液共混法、熔融共混法、原位聚合插层法。

密胺树脂即三聚氰胺－甲醛树脂，是一种应用广泛的热固性塑料。通过使用氧化石墨烯进行聚合改性，可以改善树脂的热稳定性，导电性，导热性。但是单一的氧化石墨烯对树脂的性能改进有限，还需要进行进一步改进树脂的性能，可以通过改善工艺和成分来改善树脂的性能；例如需要提高强度、耐水能力、热稳定性、耐磨性、硬度、对化学药物的抵抗能力、韧性差易破裂、储存期短等性能，使得该树脂更广泛的用于家具、车辆、建筑等方面。

发明内容

本发明目的是旨在提供了一种耐热性氧化石墨烯复合密胺树脂的生产工艺，该方法制备的树脂导热性、抗化学腐蚀和耐光腐蚀性、韧性好。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种耐热性氧化石墨烯复合密胺树脂的生产工艺，包括如下步骤，

(1)改性的氧化石墨烯的制备

将聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，配制成4wt％的溶液；将聚氧化乙烯溶于二氯甲烷溶剂中，配制成4wt％的溶液，再将上述两种溶液混合均匀，加入二氧化钛纳米管、氧化石墨烯，搅拌均匀，再加入甲基丙烯酸三氟乙酯、叔丁基过氧化氢，加热至60-70℃，搅拌反应1-2 个小时，过滤，将滤饼用乙醇清洗2-3次，得到改性的氧化石墨烯；

(2)复合三聚氰胺甲醛树脂的制备

A、将甲醛水溶液、三聚氰胺、六亚甲基四胺加入反应釜在搅拌条件下进行反应，三聚氰胺与37％甲醛溶液预聚反应，三聚氰胺与甲醛的摩尔比为1:2-3，控制pH值为8-8.5,控制预聚温度85-105℃，预聚时间为70-120min，六亚甲基四胺的质量是三聚氰胺质量的4-12％；

B、添加聚乙二醇进行缩聚反应，控制pH值为5-6，聚乙二醇的质量是三聚氰胺质量的 40-60％，其中聚乙二醇的分子量为800-1500；控制缩聚温度45-55℃，缩聚时间为80-100min，得到复合三聚氰胺甲醛树脂；

(3)含氧化石墨烯的密胺树脂预聚体的制备

将步骤(1)中制得的氧化石墨烯加入到步骤(2)中的复合三聚氰胺甲醛树脂中，搅拌 10-20分钟，加入碱性pH值调节剂，调节pH值为8-9，反应3-4小时，得到含氧化石墨烯的密胺树脂预聚体；

(4)氧化石墨烯/密胺树脂复合材料的制备