[发明专利]一种氨基封端改性氧化石墨烯及其环氧纳米复合材料

权利要求书

1.一种改性氧化石墨烯，其特征在于：其是由A基团替换氧化石墨烯表面羧基上的-OH基团所得；其中，A基团的结构为：

2.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯，其特征在于：其由如下原料制备而成：氧化石墨烯、4,4'-二氨基二环己基甲烷、对苯取代衍生物、4,4'-二氨基二苯基甲烷，其中，氧化石墨烯：4,4'-二氨基二环己基甲烷：对苯取代衍生物：4,4'-二氨基二苯基甲烷的比例为1g：(20～40)mmol：(140～160)mmol：(20～40)mmol；所述对苯取代衍生物的结构为R₁、R₂各自独立地选自羟基、卤素。

3.根据权利要求2所述的改性氧化石墨烯，其特征在于：R₁、R₂各自独立地选自羟基。

4.根据权利要求2或3所述的改性氧化石墨烯，其特征在于：所述氧化石墨烯：4,4'-二氨基二环己基甲烷：对苯取代衍生物的比例为1g：30mmol：150mmol：30mmol。

5.一种权利要求1-4任一所述改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下三个步骤：

(1)氧化石墨烯与4,4'-二氨基二环己基甲烷反应，得到中间产物1；

(2)上述中间产物1与对苯取代衍生物反应，得到中间产物2；

(3)上述中间产物2与4,4'-二氨基二苯基甲烷反应，得到改性氧化石墨烯；

其中，中间产物1的结构为B基团替换氧化石墨烯表面羧基上的-OH基团所得，B基团为中间产物2的结构为C基团替换氧化石墨烯表面羧基上的-OH基团所得，C基团为

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)、(2)、(3)中：原料还包括催化剂和脱水剂；反应结束后还包括以下操作：减压抽滤，保留固体，洗涤；反应温度为70～100℃；反应时间为12～36小时；反应溶剂和洗涤试剂各自独立地选自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、醇类溶剂中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述催化剂为二甲基氨基吡啶，所述脱水剂为N，N-二环己基碳二亚胺；所述反应温度为90℃；反应时间为24小时；反应溶剂和洗涤试剂选自二甲基甲酰胺。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，氧化石墨烯与4,4'-二氨基二环己基甲烷、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：(20～40)mmol：(5～15)mmol：(5～15)mmol；

和/或，步骤(2)中，氧化石墨烯与对苯取代衍生物、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：(120～180)mmol：(5～15)mmol：(5～15)mmol；

和/或，步骤(3)中，氧化石墨烯与4,4'-二氨基二苯基甲烷、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：(20～40)mmol：(5～15)mmol：(5～15)mmol。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，氧化石墨烯与4,4'-二氨基二环己基甲烷、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：30mmol：10mmol：10mmol；

和/或，步骤(2)中，氧化石墨烯与对苯取代衍生物、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：150mmol：10mmol：10mmol；

和/或，步骤(3)中，氧化石墨烯与4,4'-二氨基二苯基甲烷、催化剂和脱水剂的质量摩尔比为1g：30mmol：10mmol：10mmol。

10.一种环氧纳米复合材料，其特征在于：它是由权利要求1-4任一所述改性氧化石墨烯、环氧树脂、固化剂为原料制备而成的。