[发明专利]一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料及其制备方法，涉及复合材料技术领域，以以使得石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有环保，耐高温，高散热性能。该石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料，包括：石墨烯分散体、硅烷化玄武岩纤维和热塑性树脂。本发明提供的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料应用于家电散热部件、汽车发动机周边材料及航空航天材料中。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，利用可再生资源开发具有环保，耐高温，高散热的新型复合材料越来越多的引起人们的关注。其中，玄武岩纤维作为绿色环保可再生利用的高性能纤维具有巨大的潜在优势。然而，玄武岩纤维的表面性能差，难以集束和表面修饰，并且由于大部分成分为二氧化硅，耐碱性不佳，在面临特殊环境时应用性差。

此外，石墨烯作为高性能的新型材料，近年来也备受各界关注。但由于石墨烯片与片之间存在较强的范德华力，在加工过程中易产生聚集，结构完整的石墨烯片面呈惰性状态，化学稳定性高，难以与聚合物相实现紧密结合，使得加工工艺(尤其熔融混炼工艺)很难将石墨烯分散在聚合物基体中，导致采用石墨烯和玄武岩纤维制备的复合材料不能充分发挥其功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料及其制备方法，以使得石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有环保，耐高温，高散热的复合材料。

为了实现上述目的，本发明提供一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料，包括：石墨烯分散体、硅烷化玄武岩纤维和热塑性树脂。

与现有技术相比，本发明提供的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料中，石墨烯分散体所含有的石墨烯不仅拥有耐高温、良好的导热性、化学稳定性等性能，还可以以分散体的形式存在，从而克服石墨烯所具有的片层结构中片与片之间存在较强的范德华力，使得石墨烯、硅烷化玄武岩纤维和热塑性树脂在共混时不易聚集，从而保证所制备的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有良好的性能良好的耐高温和散热性。而且，本发明提供的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料中，硅烷化玄武岩纤维易降解，且硅烷化玄武岩纤维均匀的分散在石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料中，使得硅烷化玄武岩纤维降解后，可以从降解物中分离出石墨烯和热塑性树脂，用以再生石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料，由此可见，本发明提供的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有比较好的环保性能。同时，本发明采用热塑性树脂作为石墨烯分散体、硅烷化玄武岩纤维的溶剂，对硅烷化玄武岩纤维和石墨烯起到支撑作用。另外，由于硅烷化玄武岩纤维具有较好的表面活性和界面结合力，使得石墨烯分散体、硅烷化玄武岩纤维和热塑性树脂间具有良好的界面相容性，使得三者之间可以混合均匀，以保证石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有稳定的耐高温，高散热功能。不仅如此，当石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料所含有的硅烷化玄武岩纤维降解，所获得的降解物不易成块，使得利用降解物再生石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料具有良好的加工性能。

本发明还提供一种石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料的制备方法，包括：

至少将石墨烯分散体和热塑性树脂混合均匀，得到混合物；

利用强制喂料方式将混合物加入挤出机的主喂料口中，利用侧喂料方式将硅烷化玄武岩纤维加入挤出机的侧喂料口中，获得石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料。

与现有技术相比，本发明提供的石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料的制备方法的有益效果与上述技术方案所述石墨烯/玄武岩纤维增强复合材料的有益效果相同，此处不做赘述。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。