[发明专利]一种高介电石墨烯基弹性体复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高介电石墨烯基弹性体复合材料，包括弹性基体和分散在所述弹性基体中的石墨烯介电填料，其特征在于，所述石墨烯介电填料为表面负载多孔聚多巴胺的氧化石墨烯纳米片，所述石墨烯介电填料与所述弹性基体的质量比例为0.96：100，所述弹性基体为丙烯酸丁酯弹性体；

所述石墨烯介电填料的制备方法为：

S1、称取1g的EO₂₀PO₇₀EO₂₀溶于去离子水中，配制为浓度1g/L的溶液，得到溶液A；称取0.32g的氧化石墨烯纳米片，超声分散在120ml的1mol/L的盐酸溶液中，得到溶液B；将溶液B加入到溶液A中，再加入10ml的30%的过氧化氢溶液和2.5g的三羟甲基氨基甲烷，将混合溶液升温至35-40℃，搅拌混合10-30min，得到溶液C；

S2、称取0.38g的盐酸多巴胺，加入到所述溶液C中，并充分溶解，继续搅拌30-60min，得到溶液D；称取3g的过硫酸铵配制为0.1mol/L的水溶液，并逐滴滴加到所述溶液D中，滴加速度5-6ml/min，滴加完毕后继续搅拌10-20min，转入聚四氟乙烯反应釜，在180-200℃下水热6-12h，冷却后滤出沉淀，分别以无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥；

所述氧化石墨烯纳米片的厚度为1～100nm，直径为100～200nm，其制备方法为：

称取1g石墨粉与5g硝酸钠加入装有浓硫酸的烧杯中，在冰水混合物中磁力搅拌，缓慢加入6g高锰酸钾，反应温度在35℃左右，搅拌反应至溶液呈粘稠状，反应时间约2h，加入80ml的去离子水，继续搅拌30min，得到第一混合物；在第一混合物中加入20mL的体积分数为5％的双氧水至无可见气泡冒出，趁热抽滤，得到第一产物；抽滤后的第一产物溶于500mL去离子水与50mL HCl混合成的溶液中，离心，得到第二产物，所得第二产物重复洗涤和离心操作，直至将第二产物的洗涤液洗涤至pH值低于等于5，且溶液中无SO₄^2-，得到氧化石墨烯纳米片；

所述复合材料具有7层叠加的复合结构，其中，第1层和第7层中所述石墨烯介电填料的掺量为0，第2层和第6层中所述石墨烯介电填料的掺量为所述弹性基体质量的0.12%，第3层和第5层中所述石墨烯介电填料的掺量为所述弹性基体质量的0.21%，第4层中所述石墨烯介电填料的掺量为所述弹性基体质量的0.3%。

2.根据权利要求1所述的一种高介电石墨烯基弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，先按预设掺量制备不同石墨烯介电填料掺量的弹性体，成型后依次叠加组合，经热压处理后制得。