[发明专利]一种石墨烯与环氧树脂化学复合材料及其制备方法

摘要

发明提出一种步骤简单的高强度臭氧化改性石墨烯/环氧树脂化学复合材料及其制备方法，该石墨烯与树脂复合材料为两相结构，主体为环氧树脂基体，臭氧化的石墨烯做为材料的增强剂。制备过程简便易行包括商业石墨烯的臭氧化处理和功能化石墨烯与环氧树脂复合材料的复合两个步骤。改性石墨烯/环氧树脂复合材料相对比环氧树脂本身以及石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度，抗压强度以及抗冲击性能有很大的提高，石墨烯和环氧树脂之间的界面结合性能大大提高，有利于复合材料强度的增强。且本发明提出的改性石墨烯的臭氧化方法，条件温和，可以快速，大量的制得功能化的石墨烯材料，且功能化程度高，有利于石墨烯与更多的树脂的官能团发生化学反应，反应过程的大量放热提高了反应速度。

主权项

一种臭氧化石墨烯/环氧树脂复合材料，其特征在于：石墨烯为气相臭氧化法改性，可在工业条件下实现大宗生产，该复合材料为两相结构，主体为环氧树脂，增强相为黑色的臭氧化石墨烯，臭氧化石墨烯均匀分散于环氧树脂中其官能团与环氧树脂官能团在一定条件下发生化学反应，该复合材料中的臭氧化石墨烯的含量为0.1~10wt%；所述的改性石墨烯/环氧树脂复合材料通过以下几个步骤制备得到：步骤一：臭氧化石墨烯的制备：用蒸馏水将反应器内壁及砂心润湿，称取石墨烯 60 mg，置于反应器中；加入少量蒸馏水润湿石墨烯表面；通入氧气10 min后，气速为100ml/min，反应温度为室温（反应器中温度计示数约为19 oC）；打开臭氧机，以臭氧及氧气混合气体对石墨烯处理，处理时间为应60 min，气速为100ml/min；将处理过的石墨烯至于80 oC过夜干燥，得到臭氧化的石墨烯黑色粉末。