[发明专利]包含化学连接的氟化石墨衍生的纳米颗粒的复合材料

权利要求书

1.一种物质组合物，所述物质组合物包含官能化石墨烯衍生物，所述官能化石墨烯衍生物具有通过化学接头键合到石墨烯表面的至少一个官能团。

2.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述至少一个官能团选自：胺；烯烃；炔烃；醛；酮；环氧化物；醇；硫醇；卤代烷；硝基；酰胺；酯；羧酸；卤化酰基；异氰酸酯；碳二亚胺；聚环氧乙烷；腈；季铵；咪唑鎓；和磺酸根。

3.根据权利要求1所述的物质组合物，所述物质组合物还包含在所述物质组合物的0.01重量％至10重量％范围内的氟的量。

4.根据权利要求1所述的物质组合物，其中通过化学接头键合到所述石墨烯表面的所述至少一个官能团在与未固化的热固性树脂、部分固化的热固性树脂或在固化期间与热固性树脂反应的固化剂中的一者混合和随后固化期间具有反应和形成化学键的能力。

5.一种复合材料，所述复合材料包含：

作为基质的热固性树脂；和

根据权利要求1所述的作为填料的所述物质组合物。

6.根据权利要求5所述的复合材料，其中所述基质处于未固化、部分固化或完全固化的状态。

7.根据权利要求6所述的复合材料，其中通过化学接头键合到所述石墨烯表面的所述至少一个官能团可与所述热固性树脂上的所述官能团中的至少一个发生化学反应。

8.根据权利要求6所述的复合材料，其中处于未固化、部分固化或完全固化的状态的所述基质包含适当固化剂的混合物，所述固化剂可与所述基质上的至少一个官能团或通过所述填料中的化学接头键合的至少一个官能团中的至少一者进行化学反应。

9.根据权利要求8所述的复合材料，其中所述固化剂包含胺、酰肼、硫醇、多硫化物、咪唑、醇、异氰酸酯或酸酐官能团、或二氰胺离子、或双氰胺离子中的至少一种。

10.一种方法，所述方法包括使氟化石墨与至少一种反应物反应，其中至少一种反应物为二官能反应物或多官能反应物中的一种，以产生氟化石墨衍生物。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述氟化石墨衍生物为选自以下的一种：羧酸盐反应的氟化石墨烯；酚盐反应的氟化石墨烯；醇盐反应的氟化石墨烯；胺反应的氟化石墨烯；苯硫酚盐反应的氟化石墨烯；氨基硫醇反应的氟化石墨烯；以及硫醇反应的氟化石墨烯。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述二官能反应物或多官能反应物中的至少一者具有选自以下的其官能团中的至少一种官能团：胺；烯烃；炔烃；醛；酮；环氧化物；醇；硫醇；卤代烷；硝基；酰胺；酯；羧酸；卤化酰基；异氰酸酯；碳二亚胺；聚环氧乙烷；腈；季铵；咪唑鎓；和磺酸根。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括：

将氟化石墨与具有至少一个亲核官能团的双官能反应物或多官能反应物中的一种混合以形成反应混合物；

过滤所述反应混合物以产生残余物；

用溶剂洗涤所述残余物；以及

干燥所述残余物以产生所述氟化石墨衍生物。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述二官能反应物或多官能反应物中的至少一者包含链脂族多胺、脂环族多胺、脂族芳族胺、或芳族胺，并且所述氟化石墨衍生物包括胺反应的氟化石墨烯(ARFG)。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

使所述ARFG与环氧树脂反应；以及

混合所述ARFG和环氧树脂以产生环氧反应的氟化石墨烯(ERFG)。