[发明专利]改性石墨烯、导热PBT材料及其制备方法

说明书

本发明中公开了一种改性石墨烯、导热PBT材料及其制备方法，该改性石墨烯是将1重量份石墨烯加入质量分数为28％‑30％的盐酸中超声3‑5min后过滤，然后再加入到质量分数为15％‑18％的浓盐酸中静置6‑8h，分离后洗涤、烘干制得，将该改性石墨烯添加到PBT材料中，得到的PBT材料导热性能优异。

技术领域

本发明属于高分子材料改性领域，具体涉及一种改性石墨烯，还涉及一种导热PBT材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)具有力学性能优异、易快速成型、阻燃性和电性能好等优点，目前已广泛应用于电子电器、汽车、机械设备和精密仪器的零部件，已经取代铜、锌、铝、及铁铸件等金属材料，酚醛树脂、醇酸树脂等热固性塑料，成为五大通用工程塑料中发展较快的一种。特别是它吸水率低、吸湿对其强度变化影响不大等优点，使其在电子电气方面、汽车工业方面得到广泛应用。

由于PBT通常使用在电子电器设备的元件接口处，与较多电子元件相连，其中电气设备在工作条件下易产生热量，若无法及时散出，轻则会造成电器元件老化，影响其使用寿命，重则易引起火灾。所以PBT材料的散热功能显得尤为重要。

石墨烯是一种有碳原子组成的二维材料，由于它二维结构的特殊性，使其具有质量轻且比表面积大等优点。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。

但石墨烯表面没有任何官能团，片与片之间较强的相互作用导致其容易堆叠，多片石墨烯放在一起时易形成多层石墨烯结构。这种堆叠的石墨烯结构不仅稳定性差，而且降低了石墨烯的比表面积，限制其界面的高效利用，从而影响了它在储能、催化、复合材料、电子器件等领域应用时的性能。除此之外，由于石墨烯既不亲水也不亲油，加之其结构稳定和化学惰性都阻碍了它的应用。因此，单层石墨烯的不稳定性及分散问题成为制约石墨烯性能进一步提升和应用领域的瓶颈。

发明内容

有鉴于此，本发明有必要提供一种改性石墨烯，首先利用特定浓度的盐酸溶液超声处理石墨烯后，再加入浓盐酸中静置，从而得到改性石墨烯，该改性石墨烯可明显提升PBT复合材料的导热能力，同时提升了PBT复合材料的力学性能，解决了现有的单层石墨烯存在的不稳定和分散问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明首先提供了一种改性石墨烯，其按照以下方法制备得到：

将1重量份石墨烯加入质量分数为28％-30％的盐酸中超声3-5min后过滤，然后再加入到质量分数为15％-18％的浓盐酸中静置6-8h，分离后洗涤、烘干。

本发明还提供了一种导热PBT材料，其由100份PBT、1-3份改性石墨烯、0.5-1份润滑剂和0.5-1份抗氧剂按照重量份制备而成，其中，所述改性石墨烯的制备方法为：将1份石墨烯加入质量分数为28％-30％的盐酸中超声3-5min后过滤，然后再加入到15％-18％的浓盐酸中静置6-8h，分离后洗涤、烘干。

进一步的，所述石墨烯为黑色粉末，其细度为3000-5000目。

进一步的，本发明中的润滑剂可以选自本领域常规的润滑剂，这里不再一一阐述，优选的，所述润滑剂选自季戊四醇、硬脂酸盐中的至少一种。

进一步的，本发明中的抗氧剂可以是本领域中的常规选择，优选的，在本发明的一些具体的实施方式中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。

优选的，所述受阻酚类抗氧剂选自N,N’-双-(3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)已二胺，所述亚磷酸酯类抗氧剂选自双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯。