[发明专利]一种石墨烯改性复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：将330‑380重量份酚醛树脂、20‑28重量份马来酸酐接枝聚丙烯、15‑23重量份改性石墨烯、45‑58重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2‑6重量份硬脂酸镁、2‑5重量份辛基三甲氧基硅烷、5‑15重量份复合抗菌剂混合并在180‑190℃、压力33‑38MPa、加热时间为1.5‑3h的条件下通过热压成型即得。本发明的石墨烯改性复合材料具有良好的尺寸稳定性、韧性与抗菌性。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性复合材料及其制备方法。

背景技术

汽车生产制造中采用轻量化材料实现减重、节能减排的目的已成为行业趋势，其中酚醛树脂类复合材料具有绝缘、抗静电、耐磨及耐高温等特性被用于汽车结构中降低车身重量。然而酚醛树脂也存在脆性大、尺寸稳定性不足等缺点限制其使用，通过添加无机碳纤维、石墨烯等填料可以改善酚醛树脂类复合材料的脆性、强度等问题。石墨烯作为填料的主要问题是其层之间相互作用力较大、团聚严重，难以在树脂基体中均匀分散、与树脂基体的相容性差。因此，通过有效的手段对石墨烯进行改性，提高石墨烯复合材料的综合性能是研究的重点。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种石墨烯改性复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种石墨烯改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：将330-380重量份酚醛树脂、20-28重量份马来酸酐接枝聚丙烯、15-23重量份改性石墨烯、45-58重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2-6重量份硬脂酸镁、2-5重量份辛基三甲氧基硅烷混合并在180-190℃、压力33-38MPa、加热时间为1.5-3h的条件下通过热压成型得到所述石墨烯改性复合材料。

优选的，一种石墨烯改性复合材料的制备方法，包括以下步骤：将330-380重量份酚醛树脂、20-28重量份马来酸酐接枝聚丙烯、15-23重量份改性石墨烯、45-58重量份聚对苯二甲酸乙二醇酯、2-6重量份硬脂酸镁、2-5重量份辛基三甲氧基硅烷、5-15重量份复合抗菌剂混合并在180-190℃、压力33-38MPa、加热时间为1.5-3h的条件下通过热压成型得到所述石墨烯改性复合材料。

所述复合抗菌剂由以下方法制备而成：将硝酸锌、硝酸钐与水混合，在20-30kHz、200-500W条件下超声10-30min，所述硝酸锌、硝酸钐与水的质量比为(5-10):(1-5):(20-25)；再加入氢氧化钠、二辛基琥珀酸磺酸钠混合均匀，在70-80℃、50-100rpm条件下搅拌200-500min，所述氢氧化钠、二辛基琥珀酸磺酸钠与水的质量比为(0.1-0.3):(0.2-0.6):250；冷却至室温静置150-200min，冷冻干燥，得到产物Ⅰ；将产物Ⅰ置于600-700℃煅烧200-500min，得到产物Ⅱ；将硝酸银、原儿茶醛与聚乙二醇混合，在100-110℃保温150-200min，所述硝酸银、原儿茶醛与聚乙二醇的质量比为1:(1-3):(1-3)；再加入产物Ⅱ与无水乙醇混合均匀，在60-80℃、50-100rpm条件下搅拌100-150min，所述硝酸银、产物Ⅱ与无水乙醇的质量比为1:(1-2):(5-10)；过滤、干燥，即得。

现有技术中常在酚醛树脂中加入石墨烯以期获得强度更高的材料，但是往往存在弥散在酚醛树脂体系中的石墨烯在服役时发生团聚甚至析出沉淀的问题，这会极大削弱材料的可靠性和服役持久度，会造成安全隐患并带来经济成本升高，故本发明旨在提供一种在酚醛树脂中具有更好相容性的改性石墨烯，并提高酚醛树脂的力学强度和受热时的尺寸稳定性。