[发明专利]一种硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料及制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料及其制备方法和用途；所述硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料具有分散性好、材料硬度增加、耐冲击性增强等特点。所述硫取代氧化氟化石墨烯可通过一锅法与环氧树脂混合，超声，搅拌，加温等步骤，制备得到硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料。所述制备工艺简单可行，操作方便，普适性强。

技术领域

本发明属于聚合物基复合材料制备技术领域，具体涉及一种硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料及制备方法和用途。

背景技术

2004年曼彻斯特大学Geim等研究人员从石墨上剥下少量石墨烯并研究其性能，发现其具有特殊的电子特性以及优异的力学、电学、光学、热学和磁学性能，从而掀起了石墨烯应用研究的热潮。石墨烯具有优异的导电、导热和力学性能，它可作为制备高强导电复合材料的理想纳米填料，同时也可与分散在溶液中的聚合物单体相混合进而经聚合形成复合材料体系，可赋予复合材料不同的功能性，表现出优异的力学和电学性能、优良的加工性能，为复合材料提供了更广阔的应用空间。然而，由于石墨烯表面缺乏活性基团，自身又容易团聚，在聚合物中分散性较差，很难直接在聚合物界面间形成较强的相互作用，无法实现石墨烯在聚合物复合材料中的增强效果。因此，必须对石墨烯进行必要的修饰，然后再与聚合物进行复合，达到提高性能的目的。

环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。由于环氧基的存在，在含有活泼氢的化合物作用下发生开环反应，固化交联生成网状结构，形成热固性树脂。其具有优良的物理机械和电绝缘性能，在涂料、建筑、电器工业中得到广泛的应用。但由于环氧树脂本身的结构特点，导致一些明显的缺陷，如结构比较脆，耐冲击性和耐热性差等等。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料及其制备方法和用途，所述硫取代氧化氟化石墨烯表面含有活性基团，相比于石墨烯，其不易发生团聚现象，在聚合物中分散性较好，可以直接在聚合物界面间形成较强的相互作用，实现硫取代氧化氟化石墨烯在聚合物基复合材料中的增强效果。所述硫取代氧化氟化石墨烯可通过一锅法与环氧树脂混合，超声，搅拌，加温等步骤，制备得到硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料。所述制备工艺简单可行，操作方便，普适性强。

本发明提供如下技术方案：

一种硫取代氧化氟化石墨烯/环氧树脂复合材料，所述复合材料包括硫取代氧化氟化石墨烯和环氧树脂。

根据本发明的优选方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯和环氧树脂的质量百分含量没有特别的限定，其可以为本领域技术人员知晓的能制备得到复合材料的任一质量百分含量；优选地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的质量百分含量为0.2-15wt％；所述环氧树脂的质量百分含量为85-99.5wt％。还优选地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的质量百分含量为0.4-10wt％；所述环氧树脂的质量百分含量为90-99.5wt％。优选地，所述硫取代氧化氟化石墨烯的质量百分含量为0.8-5wt％；所述环氧树脂的质量百分含量为95-99.2wt％。

根据本发明的优选方案，所述环氧树脂的选择没有特别的限定，其可以为本领域技术人员知晓的任一分子量和聚合物的环氧树脂；优选地，所述环氧树脂的密度为1.0-1.5g/cm³。

根据本发明的优选方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯为本领域技术人员知晓的任一种硫取代氧化氟化石墨烯；优选地，所述硫取代氧化氟化石墨烯中硫的质量百分含量为0.5-5％，例如1-2％，如1.26％。所述硫取代氧化氟化石墨烯中氧的质量百分含量为5-15％，例如6-10％，如6.7％。所述硫取代氧化氟化石墨烯中氟的质量百分含量为1-6％，例如2-4％，如2.14％。

根据本发明的优选方案，所述硫取代氧化氟化石墨烯具有如下至少一种结构或性能参数：

(1)所述硫取代氧化氟化石墨烯的比表面积为50-100m²/g，如83m²/g；