[发明专利]一种双网络石墨烯环氧复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种双网络石墨烯环氧复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将石墨烯片、分散剂、交联剂和水混合，得到石墨烯分散液；所述交联剂包括海藻酸钠或羧甲基纤维素钠；

将三聚氰胺泡沫浸渍于所述石墨烯分散液中，挤压后，将所得负载石墨烯三聚氰胺泡沫浸泡于金属离子溶液中，进行交联，依次重复进行所述浸渍-挤压和浸泡-交联过程，得到三维石墨烯-三聚氰胺泡沫；所述金属离子溶液中金属离子包括Ca²⁺；

将环氧树脂、固化剂、促进剂和纳米填料混合，得到环氧树脂混合物；

将所述环氧树脂混合物真空浸渍于所述三维石墨烯-三聚氰胺泡沫中，固化后，得到双网络石墨烯环氧复合材料；

所述金属离子溶液中金属离子的浓度为0.5~2mol/L；每次挤压的时间独立为3~5min；每次交联的时间独立为0.5~2h；

以所述三聚氰胺泡沫的尺寸为30*30*5 mm计，重复进行所述浸渍-挤压和浸泡-交联过程，直至所述三维石墨烯-三聚氰胺泡沫中石墨烯与三聚氰胺泡沫的质量比为(50~200):(93~97)；

所述纳米填料包括纳米二氧化硅、氧化铝、氮化碳、金刚石、碳纳米管、石墨或聚四氟乙烯；所述环氧树脂、固化剂、促进剂和纳米填料的质量比为（80~120）:（70~110）:（0.5~1.5）:（1~3）；

所述双网络石墨烯环氧复合材料中，石墨烯的负载量为2~5wt.%。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯分散液中，石墨烯的浓度为5~30 mg/mL，分散剂的浓度为5~10mg/mL，交联剂的浓度为2~2.5mg/mL。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂包括4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷、甲基六氢邻苯二甲酸酐或D-230聚醚胺固化剂；所述促进剂包括水杨酸、季铵盐类促进剂、三乙胺、三乙醇胺、BMDA、DBU、DMP-10、吡啶、DMP-30或HDG-A/B环氧树脂固化促进剂。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空浸渍的真空度为0.05~0.08MPa，时间为0.5~1h；所述固化的过程包括：在60~80℃固化4~6h，然后在100~120℃固化2~4 h。

6.权利要求1~5任一项所述制备方法制备得到的双网络石墨烯环氧复合材料。