[发明专利]石墨烯改性复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯技术领域，公开了石墨烯改性复合材料，按重量份组成如下：2～2.5份改性石墨烯、60～65份共聚聚丙烯树脂、35～40份二甲基甲酰胺、10～12份邻苯二甲酸酯、2～3份烷基二乙醇酰胺、1～2份二乙烯三胺和1～2份硬脂酸盐。本发明由改性石墨烯、共聚聚丙烯树脂、二甲基甲酰胺、邻苯二甲酸酯、烷基二乙醇酰胺、二乙烯三胺和硬脂酸盐组成，具有较高的拉伸强度、拉伸模量、断裂强力和冲击强度，进而使其具有较大的承载力和弹性变形应，在外力冲击作用下，不易发生破坏现象，在弹性极限内，具有较强的抵抗弯曲变形能力，同时具有较高抗磨损能力，抗松弛性能好，形变较小的特点。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，具体是石墨烯改性复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是目前自然界最薄、强度最高的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍，同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。但是，石墨烯很难作为单一原料生产某种产品，而主要是利用其突出特性与其它材料体系进行复合，从而获得具有优异性能的新型复合材料，近年来，石墨烯改性材料发展迅速，其中聚合物类复合材料显示出了非常优越的性能，在能源、电子、生物医药、催化等领域都发挥应用价值。

中国专利公开了一种石墨烯改性复合材料及其制备方法(公告号CN113150490A)，该专利技术制得的石墨烯改性复合材料具有良好的尺寸稳定性、韧性与抗菌性，但是其承载力和弹性变形应力不佳，在外力冲击作用下，容易发生破坏现象。

发明内容

本发明的目的在于提供石墨烯改性复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

石墨烯改性复合材料，按重量份组成如下：2～2.5份改性石墨烯、60～65份共聚聚丙烯树脂、35～40份二甲基甲酰胺、10～12份邻苯二甲酸酯、2～3份烷基二乙醇酰胺、1～2份二乙烯三胺和1～2份硬脂酸盐。

石墨烯改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、取2～2.5份改性石墨烯加入到35～40份二甲基甲酰胺溶剂中，高速分散1h后，使得石墨烯完全溶于二甲基甲酰胺；

S2、再加入60～65份共聚聚丙烯树脂和10～12份邻苯二甲酸酯，并继续高速分散，并在60～65℃下加热2h，接着，升温至85～90℃,继续超声搅拌2h；

S2、再依次加入2～3份烷基二乙醇酰胺、1～2份二乙烯三胺、1～2份硬脂酸盐，并进行真空脱气，然后放入模具中，在60±2℃的温度下进行固化3h以上，脱模后进行切割，便制得石墨烯改性复合材料。

作为本发明再进一步的方案：所述改性石墨烯按重量份组成如下：25～30份石墨粉、500～550份浓硫酸、10～12份硝酸钠、60～65份高锰酸钾、120～130份双氧水和0.5～0.8份硅烷偶联剂。

作为本发明再进一步的方案：所述改性石墨烯的制备方法包括以下步骤：

S11、将反应釜置于冰水混合液中，然后加入500～550份浓度为98％的浓硫酸，然后，再加入25～30份石墨粉，并进行搅拌；

S12、待石墨粉与浓硫酸充分混合后，再加入10～12份硝酸钠和60～65份高锰酸钾，并使其充分反应；

S13、接着，再升温至95～100℃，同时连续不断地加入蒸馏水，反应1h后，再加入120～130份双氧水，并混合均匀，得到混合液；

S14、将S13步骤中得到的混合液进行过滤，得到滤饼，再用盐酸洗涤滤饼，至滤饼中没有硫酸根离子，再调整溶液PH至4.5～5，加入0.5～0.8份硅烷偶联剂，均匀搅拌后，进行加热、过滤和烘干，得到改性石墨烯。