[发明专利]一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种新型石墨烯的改性复合材料及其制备方法，改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5‑15份、碳纳米管10‑50份、h‑BN材料10‑20份、尿素30‑80份、氧化锌3‑8份、液体橡胶5‑10份、热塑性树脂30‑50份，引发剂0.1‑0.2份以及Mxene3‑10份；其中，MXene材料具有电磁屏蔽、导热以及传导电荷的作用；h‑BN材料具有绝缘、隔离Mxene与石墨烯纳米管以及导热的作用；尿素分子为球磨剂，具有对二维材料表面改性的作用，获得具有增强、增韧作用的碳纳米材料。

技术领域

本发明实施例涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法。

背景技术

目前要制备优良性能的石墨烯和碳纳米管聚合物复合材料，关键是要提高碳纳米材料在聚合物基体中的分散程度，并使碳纳米材料表面具有较高的化学活性，确保碳纳米材料与聚合物基体之间有良好的粘结力，在形成复合材料后能顺利地将载荷转移到碳纳米材料上，使碳纳米材料起到增强、增韧的作用。根据表面改性剂与碳纳米材料表面之间的相互作用方式，可以将碳纳米材料的表面改性分为表面吸附包裹改性和表面化学改性两大类。如何实现对碳纳米材料的表面改性处理，使碳纳米材料表面具有较高的化学活性，确保碳纳米材料与聚合物基体间有良好的粘结力，成为亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于克服上述现有不足，提供一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法，获得具有增强、增韧作用的碳纳米材料。

本发明实施例提供了一种新型石墨烯的改性复合材料，所述改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5-15份、碳纳米管10-50份、h-BN材料10-20份、尿素30-80份、氧化锌3-8份、液体橡胶5-10份、热塑性树脂30-50份，引发剂0.1-0.2份以及Mxene3-10份；

其中，所述MXene材料具有电磁屏蔽、导热以及传导电荷的作用；所述h-BN材料具有绝缘、隔离Mxene与石墨烯纳米管以及导热的作用；所述尿素分子为球磨剂，具有对二维材料表面改性的作用；

所述改性复合材料采用如下方法制备：

将Mxene材料、h-BN材料、单层石墨烯粉末，经尿素分子在等离子球磨的条件下剥离并混合，制备得到复合填料，再分散于碳纳米管，进行单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性；

混合之后，加入氧化锌进行离子化反应；

加入液体橡胶，并高速混合；

加入引发剂，引发共聚反应，再跟液体橡胶发生交联；

加入热塑性树脂，从而得到一种新型石墨烯的改性复合材料。

进一步地，控制填料浓度为10wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下：

Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管50份。

进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下：

Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管30份。

进一步地，控制填料浓度为30wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下：

Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管18份。

进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下：