[发明专利]一种环氧树脂浸渍三维石墨烯网络复合材料的制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种环氧树脂浸渍三维石墨烯网络复合材料的制备方法，所述制备方法包括对所述三维石墨烯网络用脂环族环氧树脂进行功能化处理，然后通过真空袋压法制备石墨烯/环氧树脂复合材料的步骤。本发明技术方案通过采用真空袋压法制备改性三维石墨烯网络/环氧树脂复合材料，增加了石墨烯在环氧树脂基体中的分散以及石墨烯与环氧树脂的界面结合力，且在环氧树脂基体中构筑完整石墨烯网络，增强了复合材料导电导热性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯复合材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂浸渍三维石墨烯网络复合材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂是指分子中含有2个或2个以上环氧基团的有机高分子化合物，因其硬度高，固化收缩性小，粘结力强及易加工等特点，被广泛应用于轻工、航空航天及一些增强结构件等领域。当环氧树脂固化后，交联密度变大，分子链活动能力减小，材料的韧性降低，使得环氧树脂脆性加大且易开裂，制备出的复合材料的导电导热、抗冲击能力及抗剥离等性能变差，限制其应用范围。

石墨烯是一种由单层原子紧密堆积排列且具有二维蜂窝状结构的材料，它以优异的性能(比表面积2630m²/g、电子迁移率达到2×10⁵cm²/V/s、热导率约为5000W/m/K等)而广泛应用于电容导体、能源电池、传感元器件等领域。以石墨烯为填料可改善或赋予聚合物导电、导热及力学性能。近年来，石墨烯用于环氧树脂改进其导电性、力学性能、导热性和阻燃性等的研究不断增多，石墨烯对环氧树脂的性能明显提高。

常用制备石墨烯/环氧树脂复合材料的方法主要有机械共混法、溶液共混法及胶体共混法等，机械共混法制备石墨烯/环氧树脂复合材料工艺简单、易于大规模生产，但石墨烯在环氧树脂基体中的分散性及石墨烯与环氧树脂的界面作用力难以增加，大大降低了石墨烯在基体中的利用率；溶液共混法制备的复合材料会造成大量的有机废液；胶体共混法会造成复合材料孔隙、空洞等缺陷，影响复合材料的性能。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种环氧树脂浸渍三维石墨烯网络复合材料的制备方法，用以解决现有石墨烯/环氧树脂复合材料及其制备方法中的上述各种缺陷。

具体来说，为了增强石墨烯在环氧树脂基体中的分散性及石墨烯与环氧树脂的界面作用，减少石墨烯/环氧树脂复合材料的孔隙、空洞等缺陷，本发明技术方案利用改性后的三维石墨烯网络的均匀结构来实现石墨烯在环氧树脂基体中的均匀分散及石墨烯与环氧树脂的界面作用，并使得通过现有的纤维增强树脂常用的成型方法如真空袋压法，能够实现获得无缺陷复合材料的目的。

为实现上述目的，本发明实施例的一个方面提供一种环氧树脂浸渍三维石墨烯网络复合材料的制备方法，所述制备方法包括对所述三维石墨烯网络用脂环族环氧树脂进行功能化处理，然后通过真空袋压法制备石墨烯/环氧树脂复合材料的步骤。

三维石墨烯网络是一类新型碳基体相材料，它通常具有三维微纳结构，且石墨烯网络孔洞结构分散均匀，利于真空袋压法制备石墨烯/环氧树脂复合材料。为此，本发明技术方案采用真空袋压法制备改性三维石墨烯网络/环氧树脂复合材料，增加了石墨烯在环氧树脂基体中的分散以及石墨烯与环氧树脂的界面结合力，且在环氧树脂基体中构筑完整石墨烯网络，增强了复合材料导电导热性能。

进一步的，所述制备方法包括下列步骤：

(1)氧化石墨烯的制备；

(2)三维石墨烯网络的制备；

(3)功能化三维石墨烯网络的制备；以及

(4)功能化三维石墨烯网络/环氧树脂复合材料的制备。