[发明专利]一种氧化石墨烯-不饱和聚酯树脂复合浆料的制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化石墨烯‑不饱和聚酯树脂复合浆料的制备方法，属于石墨烯材料领域，以氧化石墨烯膏体为和UPR树脂为原料，以甲醇为中间溶剂，置换掉氧化石墨烯膏体中的水分，将混合液超声处理后得到GO‑甲醇分散液，然后加入适量UPR树脂中，搅拌后获得GO‑甲醇‑UPR混合浆料，最后减压蒸馏即获得GO‑UPR复合浆料；本发明制备出的复合浆料中GO均匀分散，具有较高的储存稳定性并且能有效提升UPR基体的力学性能。

技术领域

本发明涉及石墨烯材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯-不饱和聚酯树脂复合浆料的制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由sp²杂化的碳原子组成的二维蜂窝状单原子层结构，具有诸多优越的性质，如比表面积大、载流子迁移率高，强度大、导热率高等但一方面石墨烯稳定的六元环结构，表面呈惰性，层间有较大的范德华力，导致其极易团聚，难溶于其他介质。即使石墨烯分散在溶剂中也容易发生团聚沉降，这限制了石墨烯的进一步应用。

氧化石墨烯（GO）是氧化还原法制备石墨烯时产生的一种重要的衍生物，其制备工艺比石墨烯简单并且价格低。同时，除了在导电和导热等性能方面不如石墨烯外，氧化石墨烯其他大部分性能都与石墨烯相当。氧化石墨烯上有大量的羟基、羧基、环氧基等官能团，更容易与树脂相结合形成稳定的复合材料。因此，通过适宜的方法将GO均匀分散在树脂体系内，制成GO/树脂复合材料具有非常广泛的应用前景。

不饱和聚酯树脂(UPR)复合材料因其容易成型加工，制件外形尺寸稳定，绝缘性良好等优点而在许多领域得到了应用。在汽车配件领域，为达到节能减排绿色无污染，汽车行业要求车身轻量化，轻质材料是实现汽车轻量化的重要支撑。在电器领域，低压电器的交流接触器、空气开关，高压电器领域的绝缘器件等都可以用不饱和聚酯复合材料制成。然而在使用这些电工器件的过程中也发现了一些问题，如环境温度变化过大且器件受到交变应力作用时，器件容易磨损，导致动作精准度下降。针对这些问题，研究人员尝试了一些解决方案，如向UPR 基体中添加氧化石墨烯，以提高UPR复合材料的机械强度及耐磨性等。在氧化石墨烯/UPR复合材料制备过程中，GO在树脂中的有效分散是至关重要的。目前通常采用复合混合分散，表面处理、添加相容剂、原位处理等方法，但这些方法普遍存在效率低、成本高的现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高效低成本的氧化石墨烯-不饱和聚酯树脂复合浆料的制备方法，制备出的复合浆料中GO均匀分散，具有较高的储存稳定性并且能有效提升UPR基体的力学性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种氧化石墨烯-不饱和聚酯树脂复合浆料的制备方法，其特征在于，以氧化石墨烯膏体为和UPR树脂为原料，以甲醇为中间溶剂，所述氧化石墨烯膏体采用山东金利特新材料有限责任公司所生产的型号为LN-GOB的氧化石墨烯膏体，其固含量为45%，包括如下步骤：

（1）氧化石墨烯膏体处理：将氧化石墨烯膏体分割成颗粒状并加入至适量甲醇溶剂中，然后将石墨烯-甲醇混合液搅拌后过滤，直至将氧化石墨烯膏体中的水置换为甲醇，将混合液超声处理后得到GO-甲醇分散液；

此步的目的：将氧化石墨烯膏体中水分置换成甲醇，同时通过超声将氧化石墨烯破碎形成较稳定的分散液，有利于后续在树脂中的均匀分散；

（2）GO-甲醇分散液与UPR分散：将步骤（1）制备的GO-甲醇分散液加入适量UPR树脂中，此时的UPR即不饱和聚酯树脂状态为粘稠状液体，然后搅拌后获得GO-甲醇-UPR混合浆料；

此步的目的：将GO均匀分散入UPR中；

（3）减压蒸馏：将上述GO-甲醇-UPR混合浆料置于减压装置中，边搅拌边减压蒸馏处理；将减压蒸馏后的样品冷却至室温即获得GO-UPR复合浆料。

此步的目的：除去混合浆料中的甲醇，以免影响UPR树脂后续固化成型；