[发明专利]一种耐候石墨烯导电导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐候石墨烯导电导热复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明耐候石墨烯导电导热复合材料由以下原料制成：改性石墨烯、改性弹性体、聚甲基丙烯酸甲酯、热固性聚酰亚胺树脂、导电填料、过氧化苯甲酰、润滑剂、交联剂、抗氧剂。本发明耐候石墨烯导电导热复合材料但不具有良好的导热、导电性能，还具有较好的抗拉伸、韧性、抗冲击等力学性能，加工性能好，成本低，可广泛适用于电力电网、电子电器、通讯等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种耐候石墨烯导电导热复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业的不断发展，高分子材料得到越来越广泛的应用。聚乙烯、聚丙烯、PTT聚酯、ABS等等大量使用在建筑、室内装潢、家具、电力、电网、运输等行业。如今，高分子材料制品已经在越来越多的领域里被应用，现有的导电、导热、散热、换热等材料多为金属或含金属的材料制成，他们大都是不抗氧化、易腐蚀、寿命短、造价高及制备工艺复杂等缺点。目前也出现一些非金属导电、导热和换热材料，多半是聚烯烃类材料和石墨的共混，缺点是：零下5度以下容易产生低脆性，生产出的产品在冬季运输容易出现破碎。

石墨烯是目前已知材料中最薄的一种，非常牢固坚硬。石墨烯在原子尺度上结构非常特殊，作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧。当施加外部机械力时，碳原子面会弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。如此稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。而且原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

现阶段石墨烯复合材料的研究仍处于起步阶段，许多重要的问题需要深入研究，比如石墨烯大规模化、低成本的制备；石墨烯的分散问题；石墨烯与其它基体和体系的相容性问题等。

因此，研制一种耐候石墨烯导电导热复合材料及其制备方法尤为重要。

发明内容

针对现有技术中技术问题，本发明提供一种耐候石墨烯导电导热复合材料及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：

一种耐候石墨烯导电导热复合材料，所述耐候石墨烯导电导热复合材料由以下重量份的原料制成：改性石墨烯20-30份、改性弹性体15-25份、聚甲基丙烯酸甲酯10-15份、聚酰亚胺树脂10-16份、导电填料18-26份、过氧化苯甲酰1-1.5份、润滑剂1-3份、交联剂1-2份、抗氧剂1-2.5份。

优选的，所述耐候石墨烯导电导热复合材料由以下重量份的原料制成：改性石墨烯23-28份、改性弹性体17-23份、聚甲基丙烯酸甲酯11-13份、聚酰亚胺树脂12-14份、导电填料20-24份、过氧化苯甲酰1.2-1.4份、润滑剂1.6-2.5份、交联剂1.3-1.7份、抗氧剂1.5-2.1份。

优选的，所述改性石墨烯的改性方法为：采用石墨粉为原料，以改进的Hummers法制备氧化石墨，称取1g氧化石墨超声分散在500mLN,N-二甲基甲酰胺中，得到分散液，将12g异佛尔酮二异氰酸酯加入到分散液中，通入氮气保护，在82℃条件下反应25h后，用氨水调节分散液的pH至9-10之间，然后升温至93℃，加入1.2g水合肼还原2h，反应结束后用N,N-二甲基甲酰胺反复离心洗涤，直到除去未反应的异佛尔酮二异氰酸酯，得到改性石墨烯。

优选的，所述改性弹性体的改性方法为：将2重量份的硅烷偶联剂用5重量份的乙醇溶解后,加入30重量份的弹性体搅拌均匀，再加入5重量份的纳米粉体混合搅拌10-20min,再用超声波分散20-28min,然后置于85-90℃恒温真空干燥箱中干燥,得到改性弹性体。