[发明专利]一种石墨/环氧树脂导电复合材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种环氧树脂复合材料，特别涉及一种由环氧树脂和石墨复合而成的具有导电性能的复合材料，以及该复合材料的制备方法和用途。在石墨/环氧树脂复合材料的制备过程中，将经过咪唑非共价键表面改性过的石墨通过溶液法，在经过一定时间一定方式的超声处理后，改性石墨微片均匀分散在环氧树脂中并形成导电网络，在除去体系中的溶剂后固化成型，得到石墨/环氧树脂导电复合材料。用该复合材料通过常规工艺制备具有导电性能的制品可用于电子电器、隐身吸波等诸多领域。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂的复合材料，特别涉及一种经过非共价键改性的石墨和环氧树脂复合而成的具有导电性能的复合材料，以及该材料的制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的力学性能、热稳定性能、粘接性能和加工性能等，可作为涂覆材料、复合材料基体和胶粘剂使用，广泛应用于机械、化工、电子电器和航空航天等领域。由于环氧树脂的体积电阻率较高(约在10¹³～10¹⁵Ω·cm)，长期以来基本被用作绝缘材料使用。但随着电子产品逐渐向小型化和便携化的发展，具有一定导电性能的环氧树脂复合材料在电子信息产业、航空工业和公共设施等领域的应用需求越来越强烈。制备得到一种环氧树脂导电复合材料可以扩大环氧树脂的应用范围，同时，在导电材料的选择上也为人们提供了更多的选择空间。

环氧树脂导电复合材料是以环氧树脂为基体，加入固化剂、导电填料以及其它添加剂，经过填料分散、树脂固化后得到复合材料体系。目前，导电填料的种类主要有金属填料和碳系填料。金属导电填料最早应用于导电复合材料中，但是存在价格高(金、银)、易氧化、密度大等缺点。石墨作为碳系导电填料的典型代表，不仅具有优异的导电性，还具有热膨胀系数小、化学性质稳定、耐高温、耐酸碱和分散性良好等优点，是一种制备环氧树脂导电复合材料的理想填料。另外，我国的石墨资源丰富、成本低廉，相对于金属导电填料而言石墨具有绝对的价格优势。

随着现在电子电器产品的广泛应用，一种制备简便、价格低廉且性能良好的导电复合材料势必具有极大的市场需求，同时这种新型材料的存在也对于拓宽导电材料的选择范围具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨/环氧树脂复合材料及其制备方法，该复合材料具有良好的导电性。

本发明的石墨/环氧树脂导电复合材料，由石墨、石墨稳定剂、环氧树脂和环氧树脂固化剂组成，其中石墨占复合材料总质量的13wt％～40wt％，石墨稳定剂占复合材料总质量2wt％～45wt％；

所述的石墨为80目膨胀石墨，膨胀率为300倍，含碳量为99.95％；

所述的石墨稳定剂为咪唑，化学纯；

所述的环氧树脂为环氧树脂E51，环氧值为0.51；

所述的环氧树脂固化剂为D400，聚醚胺型固化剂。

本发明的石墨/环氧树脂导电复合材料的制备方法是：

步骤(1)将一定质量配比的石墨、石墨稳定剂加入到盛有一定量有机溶剂的圆底烧瓶中，充分混合、分散；

步骤(2)将步骤(1)得到的盛有上述混合液的圆底烧瓶置于超声波震荡仪中进行超声，一段时间后向混合液中加入一定质量的环氧树脂固化剂，搅拌分散均匀，继续超声一段时间得到所需的改性石墨分散液；

步骤(3)将步骤(2)得到的改性石墨分散液转移至已盛有一定量环氧树脂的烧杯中，然后将该烧杯置于电热套中加热，搅拌，一方面使体系充分混合，另一方面除去体系中的大量溶剂；

步骤(4)将步骤(3)得到的已除去大量溶剂的混合体系从烧杯中转移至模具，然后将该模具置于鼓风烘箱中，加热除去体系中的残余溶剂后，将该模具置于真空烘箱中进行除泡；