[发明专利]低逾渗阈值高热稳定性石墨烯复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种低逾渗阈值高热稳定性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：氧化石墨烯接枝硅烷偶联剂引入双键；初步改性填料与苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯细乳液聚合，制备接枝无规共聚物的改性填料；改性填料与聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯溶液共混，并使用水合肼同步还原；沉淀聚合物，干燥压片。本发明提供的复合材料经TEM测试表明部分填料分布于两相界面，对体系产生良好增容作用，其逾渗阈值仅为0.11vol%，同时SEM测试表明热处理前后相粗化得到抑制，体系热稳定性显著提高，可广泛应用于填充型导电高分子复合材料领域中。

主权项

一种低逾渗阈值、高热稳定性三元石墨烯基导电高分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤（1），GO接枝偶联剂KH‑570改性称取100～500mg GO，加入100～500mL去离子水中，超声1～10h并搅拌过夜，随后细胞破碎机25～75%功率下分散10～30min，记为溶液A；另称取1～10g偶联剂KH‑570加入100～500mL、pH为2.0～6.0的去离子水，室温水解1～10h，记为溶液B；将所述溶液A和所述溶液B混合，25～100℃下反应12～24h，然后分离获得沉淀物，并用乙醇洗涤2～3次沉淀物，接着在25～75℃真空干燥12～24h，即得偶联剂改性GO‑KH570；步骤（2），GO‑KH570细乳液聚合接枝St、MMA称取100～500mg所述GO‑KH570、10～50g St和10～50g MMA，混合搅拌、超声各1～10h后，加入100～500mg正十六烷、100～500mg偶氮二异丁腈，冰浴条件下继续搅拌、超声1～2h，得到油相溶液C；按照0.1～1.0wt%十二烷基苯磺酸钠、0.1～1.0wt%烷基酚聚氧乙烯醚，分别称取十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚加入去离子水中，25～75℃搅拌1～10h并静置，得到水相溶液D；将所述溶液C与100～500mL所述溶液D混合，25～75℃预乳化1～10h后，冰浴下细胞破碎机25～75%功率分散10～30min,获得混合液；所述混合液在N2保护下升温至25～75℃反应1～10h，随后升至75～100℃反应1～10h；反应结束后继续升温煮沸，加入过量乙醇破乳，分离，收集沉淀物并用热水洗涤，干燥，获得干燥沉淀物；将所述干燥沉淀物在有机溶剂中提纯2～3次，25～75℃真空干燥12～24h后，获得聚合物改性的GO‑P(St‑MMA)；步骤（3），三元导电高分子复合材料制备称取10～100mg干燥的所述GO‑P(St‑MMA)溶于10～100mL有机溶剂中，超声1～10h并搅拌过夜，记为溶液E；另称取1～10g用作聚合物基体的PS、1～10g用作聚合物基体的PMMA、10～100mg酚类/亚磷酸酯类抗氧剂复合物在75～100℃条件下溶于10～100mL有机溶剂，记为溶液F；将所述溶液E与所述溶液F混合，搅拌、超声各1～10h后，加入100～500μL水合肼，并在75～100℃下反应12～24h；反应结束后加入过量去离子水沉淀聚合物，抽滤并用去离子水洗涤沉淀物2～3次，沉淀物在75～100℃真空条件下干燥1～10d，即得Gr‑P(St‑MMA)/PS/PMMA混合物,其中Gr即石墨烯；将所述 Gr‑P(St‑MMA)/PS/PMMA混合物在100～200℃、10～100MPa下热压10～30min，得到填料含量0.05～5.0wt%的Gr‑P(St‑MMA)/PS/PMMA三元石墨烯基导电高分子复合材料。