[发明专利]一种改性氧化石墨烯的制备方法及应用其制备环氧树脂复合材料的方法

权利要求书

1.一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)氨基化氧化石墨烯的制备：

将氧化石墨烯与3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到乙醇水溶液中，依次进行超声处理和加热处理，得到氨基化氧化石墨烯；

(2)溴封端的氧化石墨烯的制备：

将步骤(1)中所得的氨基化氧化石墨烯分散在甲苯中，加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，冰浴20-30min，在冰浴过程中缓慢滴加2-溴异丁酰溴，滴加完成之后在室温下反应24h，得到溴封端的氧化石墨烯；

(3)具有邻苯二酚基团的单体的制备：

将咪唑，盐酸多巴胺和叔丁基二甲基氯硅烷置于二氯甲烷中室温下反应11-12h，加入甲基丙烯酰氯再反应11-12h，得到具有邻苯二酚基团的单体；

(4)中间产物的制备：以N，N-二甲基甲酰胺为反应溶液，将步骤(2)得到的溴封端的氧化石墨烯、步骤(3)得到的具有邻苯二酚基团的单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化亚铜和4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶在85℃氮气气氛下反应8-10h，得到中间产物；

(5)含有邻苯二酚基团的改性氧化石墨烯的制备：

将步骤(4)得到的中间产物和四丁基氟化铵在四氢呋喃溶液中反应5-6h，脱去叔丁基保护得到含有邻苯二酚基团的改性氧化石墨烯的最终产物。

2.根据权利要求1所述的一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氧化石墨烯、3-氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇水溶液的质量比为1-1.5：20-30：100-120。

3.根据权利要求1所述的一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的加热反应条件为：反应温度为60-70℃，反应时间为6-7h。

4.根据权利要求1所述的一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的氨基化氧化石墨烯、4-二甲氨基吡啶、三乙胺和2-溴异丁酰溴的配比为1-1.5g：0.2-0.3g：0.35-0.5ml：3-4ml。

5.根据权利要求1所述的一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的咪唑、盐酸多巴胺、叔丁基二甲基氯硅烷、二氯甲烷、甲基丙烯酰氯的质量比为11-12：9-10：16.5-18：5-6.5。

6.根据权利要求1所述的一种改性氧化石墨烯的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的溴封端的氧化石墨烯、具有邻苯二酚基团的单体、甲基丙烯酸缩水甘油酯、氯化亚铜和4,4’-二壬基-2,2’-联吡啶的配比为0.2-0.4g：0.98-0.177g：1.32-2.64ml：0.02-0.04g：0.062-0.124g。

7.应用权利要求1-6任一项所述的方法获得的改性氧化石墨烯制备环氧纳米复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将改性氧化石墨烯加入环氧树脂中，搅拌混匀并进行超声分散处理；

(b)继续加入固化剂搅拌混匀，然后真空干燥，除去气泡；

(c)将步骤(b)所得体系浇注到模具中，固化成型，得到复合材料。

8.根据权利要求7所述的一种环氧纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂，所述固化剂为4,4’-二氨基二苯基甲烷。

9.根据权利要求7所述的一种环氧纳米复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(c)中所述固化条件为：首先120℃下保温2h，然后150℃下保温2h。

10.根据权利要求7所述的一种环氧纳米复合材料的制备方法，其特征在于，环氧树脂、固化剂和改性氧化石墨烯的质量比为60：15：0.06-0.3。