[发明专利]一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备纳米石墨；

(2)使用偶联剂对纳米石墨进行表面改性，得到改性纳米石墨；

(3)将氰酸酯熔融液、环氧树脂、改性纳米石墨共混得到共混液，共混液固化制备改性纳米石墨/氰酸酯复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，纳米石墨的制备工艺为：

(11)将天然石墨、浓H₂SO₄、K₂MO₄溶液及去离子水混合，搅拌条件下反应，对反应产物进行水洗，洗至pH为5.5～6.5，将水洗产物于60℃下干燥24h，得到可膨胀石墨；

(12)将可膨胀石墨500～700℃加热30～60s，得到膨胀石墨；

(13)将膨胀石墨加入到乙醇水溶液或纯乙醇中制备膨胀石墨悬浮液，将膨胀石墨悬浮液放置8～10h，待石墨悬浮液稳定无变化后，然后使用超声对悬浮液进行振荡得到纳米石墨悬浮液；

(14)对纳米石墨悬浮液进行过滤，并在空气中干燥去除残夜，得到纳米石墨。

3.根据权利要求2所述的一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(11)中，天然石墨粒径为40～60目，天然石墨与浓H₂SO₄、K₂MO₄溶液、去离子水的质量体积比为10g/L，浓H₂SO₄、K₂MO₄溶液、去离子水的体积比为5：8：7，搅拌条件下反应时间为90min；

所述的步骤(12)中，可膨胀石墨在马弗炉中加热；

所述的步骤(13)中，膨胀石墨与乙醇水溶液的质量比为1：50，乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为70：30，超声功率120w，超声震荡时间为3～9h，纳米石墨的粒径为30～60nm。

4.根据权利要求3所述的一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的浓H₂SO₄的质量浓度为98％，K₂MO₄溶液的质量浓度为10％。

5.根据权利要求1所述的一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，对纳米石墨进行表面改性的工艺为：

(21)将纳米石墨烘干，烘干温度为60～80℃，烘干时间为1～2h；

(22)向容器中加入丙酮，保持丙酮50～75℃，向丙酮中逐滴加入偶联剂，然后用乙酸调节其pH＝5.5，得到偶联剂水解液；

(23)向偶联剂水解液中加入烘干的纳米石墨，得到纳米石墨悬浮液；

(24)对纳米石墨悬浮液超声震荡，然后加热去除未反应物后真空干燥，得到改性纳米石墨。

6.根据权利要求5所述的一种改性纳米石墨/氰酸酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(22)中，丙酮与去离子水的体积比为1:20，偶联剂与去离子水的体积比为1:100，所述的偶联剂为N,N-二乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、烯丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的组合；

所述的步骤(23)中，纳米石墨与偶联剂水解液的质量体积比为15％；

所述的步骤(24)中，超声震荡时间为30min，真空干燥在真空恒温干燥箱中进行。