[发明专利]一种高强度集装箱底板用氧化石墨烯复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及复合材料领域，公开了一种高强度集装箱底板用氧化石墨烯复合材料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将氧化石墨烯、环氧树脂、固化剂加入二甲苯，得到氧化石墨烯/环氧树脂混合液；（2）在织布机上方增加具有高剪切的液体输送细管及喂料装置；（3）将氧化石墨烯/环氧树脂混合液在织布中涂覆于超高分子量聚乙烯纤维布面；（4）与碳纤维、玻璃纤维通过层压叠合热压处理，制得氧化石墨烯复合材料。本发明制备的复合材料，具有优异的吸能能力，抗冲击强度高，同时质量轻，耐酸、碱、有机溶剂等化学腐蚀性能好，可广泛用于集装箱底板材料。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，公开了一种高强度集装箱底板用氧化石墨烯复合材料及制备方法。

背景技术

集装箱是能装载包装或无包装货进行运输，并便于用机械设备进行装卸搬运的一种组成工具。集装箱底板是集装箱的主要受力部分，由于其对力学性能的严格要求，一直以来都是采用寒带和热带的硬木板材或者这些板材制备的多层复合板制造，但是硬木的生长周期长，一般均需50年甚至更长，而集装箱底板的需求却日益增加。硬木的资源枯竭迫使我们寻找更好的替代资源，开发新型集装箱底板，是我们目前迫切需要解决的问题。

现阶段已有金属骨架和塑料板配合制备集装箱用底板结构，该集装箱的底部两侧梁之间设置并排的金属骨架，在金属骨架之间设置塑料底板。由于金属骨架强度比原有设计提高很多，因此，可以降低对塑料底板的强度要求，该塑料地板可以采用低熔点的热塑性材料，可回收利用。但是该金属塑料复合地板中金属仍然占了很大的比重，重量上并没有起到明显的优势；且金属骨架与塑料底板的链接比较麻烦，一般是通过铆钉，增加了工序，效率降低。

石墨烯是由一种由碳原子组成的平面二维纳米材料，由于其独特的物理和化学性质如高导电性、高导热性、室温量子霍尔效应、高强度等而引起广发关注，成为近10年来研究最为广泛的新型二维材料。石墨烯具有巨大的表面积，优异的力学性能，可以在极少的添加量的情况下显著提高复合材料的力学、耐腐蚀、耐高温等综合性能。在添加增强材料领域，包括集装箱底板材料领域具有优异的应用前景。

中国发明专利申请号201320138331.2公开了一种连续纤维增强集装箱底板及其集装箱。该底板包括板体，板体底面复合有增强层，增强层由纤维树脂增强带材制成，纤维树脂增强带材由连续纤维与热塑性树脂浸渍融合而成。该集装箱采用上述底板。该底板能替代现有集装箱木地板，实现环保目的。

中国发明专利申请号201210452086.2公开了一种集装箱底板，由木塑复合材料芯板和连续玻璃纤维增强皮层贴合而成；木塑复合材料芯板的原料组分及各组分的重量份为：聚烯烃树脂：20~35份；植物纤维粉：40~70份；增强填料：0~30份；相容剂A：2~5份；添加剂：0~1份；所述连续玻璃纤维增强皮层的原料组分及各组分重量份为：合成树脂：20~50份；玻璃纤维：45~70份；相容剂B：0~10份；阻燃剂：0~10份；其它助剂：0~2份；该发明以废旧的木质纤维和合成树脂为原料，并通过表面玻璃纤维增强底板性能，在保证达到使用要求的基础上节约了资源、降低了成本。

根据上述，现有方案中集装箱底板的材料中，用金属骨架和塑料板配合制备集装箱用底板结构，塑料强度较低，耐腐蚀能力差，并且金属骨架重量较重高，限制了其发展应用，本发明提出了一种高强度集装箱底板用氧化石墨烯复合材料及制备方法，可有效解决上述技术问题。

发明内容

目前应用较广的用金属骨架和塑料板配合制备集装箱用底板结构中，存在塑料强度较低，耐腐蚀能力差，并且金属骨架重量较重等缺陷，制约了集装箱的发展。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种高强度集装箱底板用氧化石墨烯复合材料的制备方法，制备的具体过程为：

（1）将氧化石墨烯、环氧树脂分散到二甲苯中，超声处理，然后加入固化剂，脱泡，制得氧化石墨烯/环氧树脂混合液；