[发明专利]一种石墨烯基环氧树脂复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基环氧树脂复合材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)制备芘基化超支化聚乙烯三元共聚物HBPE@Py@PGMA；

(2)以芘基化超支化聚乙烯三元共聚物HBPE@Py@PGMA作为剥离稳定性和功能化助剂，在有机溶剂中对天然鳞片状石墨进行超声剥离，通过离心去除未剥离的天然鳞片状石墨和过量的芘基化超支化聚乙烯三元共聚物HBPE@Py@PGMA，得到HBPE@Py@PGMA功能化的石墨烯分散液；

(3)将HBPE@Py@PGMA功能化的石墨烯分散液、环氧树脂、氯仿溶剂混合，在室温下进行搅拌1-3小时使溶液混合均匀；再加入固化剂，在室温下进行搅拌0.5-1.5小时使溶液混合均匀；

(4)将步骤(3)所得混合溶液，在真空烘箱中室温下真空抽滤以脱除气泡；

(5)将步骤(4)得到的混合溶液倒入聚四氟乙烯模具中，先于40-60℃预固化0.5-1h，再在恒温鼓风干燥箱中于60-80℃固化6-10h，得到石墨烯基环氧树脂复合材料；

所述石墨烯基环氧树脂复合材料中，石墨烯的质量含量为0.1-4.0％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述石墨烯基环氧树脂复合材料中，石墨烯的质量含量为0.1-1.0％，更优选石墨烯的质量含量为0.8-1.0％。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：石墨烯基环氧树脂复合材料中，石墨烯的质量含量为0.1-4.0％，更优选石墨烯的质量含量为3.0-4.0％。

4.如权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述芘基化超支化聚乙烯三元共聚物HBPE@Py@PGMA按照如下步骤制备得到：

(a)在一定的乙烯压力下，以Pd-diimine为催化剂，式(Ⅰ)所示的含芘单体、乙烯和丙烯酸-2-(2-溴异丁酰氧基)乙酯经一步链行走机理合成HBPE@Py@Br；

(b)以HBPE@Py@Br为大分子引发剂，GMA为单体，联吡啶或PMDETA为ATRP反应配体，CuBr为催化剂，在环己酮溶剂中经原子转移自由基聚合反应合成芘基化超支化聚乙烯三元共聚物HBPE@Py@PGMA。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的Pd-diimine催化剂选自下列之一：乙腈基Pd-diimine催化剂1、含甲酯基的六元环状Pd-diimine催化剂2，两者的结构式如下所示：

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(a)中，聚合反应体系中，含芘单体、丙烯酸-2-(2-溴异丁酰氧基)乙酯和Pd-diimine的初始浓度为0.10-0.30g/ml、、0.10-0.30g/ml和25-50mg/ml；聚合反应条件在25-30℃、乙烯压力1-1.5atm条件下搅拌反应12-24小时。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(b)中，HBPE@Py@Br、GMA、联吡啶或PMDETA、CuBr的投料摩尔比为1:(100-200):2:1，其中HBPE@Py@Br的摩尔数以其中含有的Br的摩尔数计；聚合反应温度为30-35℃，聚合反应时间为0.5-24小时。

8.如权利要求1-3之一所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)按照如下实施：向装有HBPE@Py@PGMA聚合物的有机溶剂溶液的反应容器中倒入一定量的天然鳞片状石墨，密封；将密封后的反应容器放入超声池中室温下超声24-60小时，超声功率可选为180-320，超声完成后取出混合液装入离心管中离心，转速可控制在3000-5000rpm，离心时间为10-50min，对离心所得的含有过量芘基化三元共聚物的石墨烯分散液进行真空抽滤去除所含的过量共聚物，再次超声使之分散到有机溶剂，重复真空抽滤-超声的操作3次以上，取分散液烘干至恒重，再将其分散至有机溶剂中，获得HBPE@Py@PGMA功能化的石墨烯分散液。