[发明专利]一种三维石墨烯空心球改性的聚酰亚胺材料、其制备方法及改性聚酰亚胺胶黏剂

权利要求书

1.一种三维石墨烯空心球改性的聚酰亚胺材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将氧化石墨烯溶液滴入球状二氧化硅溶胶中，超声分散后冷冻干燥，得到包覆有氧化石墨烯的球状二氧化硅；

B)在保护性气体气氛下，将包覆有氧化石墨烯的球状二氧化硅在800～1000℃下进行高温还原2～4小时，进一步转入石墨化炉中于2000-2800℃继续还原1～5h，得到粉体；

C)将步骤B)得到的粉体分散在NaOH溶液中，加热反应，得到空心球状石墨烯；

D)将空心球状石墨烯与溶剂混合，得到石墨烯空心球分散液，然后将石墨烯空心球分散液与芳香族二胺和芳香族二酐混合进行聚合反应，待体系粘度达到要求时，停止反应，然后将反应产物进行热酰亚胺化，得到三维石墨烯空心球改性的聚酰亚胺材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述球状二氧化硅溶胶按照以下步骤制备得到：

将正硅酸乙酯、氨水、乙醇和硅烷偶联剂在30～40℃下反应6～10小时，制备得到球状二氧化硅溶胶；

所述正硅酸乙酯、氨水和乙醇的体积比为(1.8～2.1)：(1.4～1.7)：(10～15)；

所述正硅酸乙酯与硅烷偶联剂的体积比为100：(0.2～0.5)。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液的质量浓度为0.1～3％；

所述氧化石墨烯溶液与球状二氧化硅溶胶的质量比为(3～6)：(0.5～1.5)。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤C)中NaOH溶液的浓度为1～2mol/L；

所述步骤C)反应的温度为60～70℃；所述步骤C)反应的时间为5～10小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯空心球分散液中的溶剂为二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮；

所述二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮的质量比为(3～6)：1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯空心球分散液的质量浓度为0.3～1％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D)中的热酰亚胺化采用如下逐步升温程序：

80～120℃/1～2小时，150～160℃/1～2小时，200～220℃/1～2小时，270～280℃/2～3小时；

所述热酰亚胺化的时间为1～10小时；

所述热酰亚胺化的压力为10～40KPa。

8.一种三维石墨烯空心球改性的聚酰亚胺材料，按照权利要求1～7任意一项所述的制备方法制备得到。

9.一种改性聚酰亚胺胶黏剂，按照权利要求1～7任意一项所述的制备方法制备得到，且所述芳香族二胺为对苯二胺和二氨基二苯醚；所述芳香族二酐为二苯酮四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐。

10.根据权利要求9所述的改性聚酰亚胺胶黏剂，其特征在于，所述对苯二胺、二氨基二苯醚、二苯酮四甲酸二酐和联苯四甲酸二酐的质量比为(18～22)：(3～5)：(22～27)：(50～60)。