[发明专利]纳米金/氧化石墨烯自修复材料的制备及修复方法

说明书

本发明公开了纳米金/氧化石墨烯自修复材料的制备方法，将纳米金颗粒与氧化石墨烯按质量比1︰5～10混合搅拌制得纳米金/氧化石墨烯复合材料，将纳米金/氧化石墨烯复合材料以占热塑性树脂材料0.05～0.5wt％混入热塑性树脂材料制得纳米金/氧化石墨烯自修复材料。本发明公开了纳米金/氧化石墨烯自修复材料的修复方法，包括用激光照射纳米金/氧化石墨烯自修复材料。本发明材料及修复方法，具有修复过程能耗低，成本低的特点，修复手段简单、经济，容易实现产业化。

技术领域

本发明涉及一种自修复材料的制备及修复方法，特别是涉及一种纳米金/氧化石墨烯自修复材料的制备及修复方法。

背景技术

热塑性树脂材料被广泛用于各个行业，它已成为工业生产中不可或缺的元素，尤其是在汽车和电子制造领域。但是经过长时间的使用，热塑性树脂材料会因风化和磨损产生不同尺度的微裂纹，这些裂纹不断扩展汇集，并最终成为裂痕。一旦热塑性树脂材料被破坏，它的各项性能会受到显着的影响。

基于微胶囊的自修复材料展现出了极强的修复损伤能力。然而，这种技术也有一些局限性。首先，将微胶囊埋置于树脂材料中会降低材料的机械性能；其次，基于微胶囊的自修复材料在同一部位只能修复一次，无法反复修复；此外，这些自修复材料的制备通常十分复杂。除这种埋植型自修复体系之外，还有另一种自修复方式，那就是本征型自响应修复体系。在这种修复体系中，通常需要施加光照、pH变化、加热等外界刺激来引发自修复进程，但整个修复过程更加可靠。就这种修复方式而言，修复过程基于划痕界面分子的扩散与重新排列。然而对于高分子材料来说，分子的运动极其有限，但通过加热可以使热塑性树脂熔融并使划痕重新浸润以使划痕修复。由于受构件体积、功能等限制，将材料受损的构件整体加热显然是不合适的。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种纳米金/氧化石墨烯自修复材料的制备方法，本发明还提供了一种纳米金/氧化石墨烯自修复材料的修复方法，以达到材料具备自修复效果。

本发明技术方案如下：一种纳米金/氧化石墨烯自修复材料的制备方法，包括步骤，将纳米金颗粒与氧化石墨烯按质量比1︰5～10混合搅拌制得纳米金/氧化石墨烯复合材料，将纳米金/氧化石墨烯复合材料以占热塑性树脂材料0.05～0.5wt％混入热塑性树脂材料制得纳米金/氧化石墨烯自修复材料。

进一步的，所述氧化石墨烯采用改进的Hummers’法制备，所述纳米金颗粒由以下方法制得：由氯金酸与十六烷基三甲基溴化铵混合稀释后加热至沸腾，迅速注入硼氢化钠，继续加热沸腾至反应完全后停止加热，搅拌后装瓶冷却至室温。通过改进的Hummers’法制备的氧化石墨烯带有负电，而该方法制备的纳米金颗粒表面带有正电，两者的混合有利于纳米金及氧化石墨烯在热塑性树脂材料内的同一位置的积聚，以发挥两者的协同光热修复作用。

优选的，为了避免氯金酸与十六烷基三甲基溴化铵混合稀释造成大量悬浮物，所述由氯金酸与十六烷基三甲基溴化铵混合稀释是将十六烷基三甲基溴化铵均匀稀释后加入至氯金酸中混合。

一种纳米金/氧化石墨烯自修复材料的修复方法，包括用激光照射所述纳米金/氧化石墨烯自修复材料。

优选的，所述激光的波长为500nm～560nm。

优选的，所述激光的光强为300w/cm²～800w/cm²。

优选的，所述激光照射的时间为5s～50s。