一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及纳米复合材料制备领域，特别是涉及一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，解决石墨烯粒子在高分子基体中的分散问题。首先利用石墨烯纳米粒子形成具有一定力学强度和良好导电性能的石墨烯纸薄膜，经表面平行切口、牵拉处理得到拉花式石墨烯三维空间网络，再通过大流动性环氧树脂的浸渍、密实、固化得到石墨烯拉花/环氧树脂导电复合材料。该方法所得复合材料内部石墨烯拉花与环氧树脂均保持高度连续，以较少的石墨烯掺量即可实现优良的导电性能，同时赋予复合材料较好的力学强度和变形性能。此外，该制备方法还具有工艺简单、操控方便、易于实现工艺放大等特点。

A preparation method of graphene / epoxy resin composites

The invention relates to the preparation field of nano composite material, in particular to a preparation method of a graphene flower / epoxy resin composite, and to solve the problem of dispersion of graphene particles in the polymer matrix. First, graphene nanoparticles with a certain mechanical strength and good conductivity are formed by using graphene nanoparticles. The three-dimensional space network of the graphene graphene is obtained by the surface parallel incision and traction treatment. The graphene drawing / epoxy resin conductive composites are obtained by the impregnation, compaction and curing of the large fluidity epoxy resin. Material. In this method, both the graphene and the epoxy resin in the composite are highly continuous, and the excellent electrical properties can be achieved with less graphene content, and the mechanical strength and deformation properties of the composites are better. Besides, the preparation method has the advantages of simple process, convenient operation, and easy realization of process magnification.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法
本专利技术涉及纳米复合材料制备领域，特别是涉及一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法。
技术介绍
环氧树脂(EpoxyResin)是一种具有优良的粘接性能和抗腐蚀能力的热固性高分子材料，被广泛应用在结构粘接、腐蚀防护以及复合材料生产等领域，是诸多工业行业中不可或缺的基础材料之一。固化后的纯环氧树脂具有三维交联分子结构，存在脆性大、耐疲劳性差、抗冲击能力不佳等缺点，在外界冲击载荷作用下容易发生应力开裂，难以满足日益发展的工程技术要求，因此对环氧树脂的增韧工作显得尤为迫切。此外，如采用适当材料赋予环氧树脂显著的导电能力，则有望将环氧树脂的应用领域扩展至电子、电工、传感等更广泛领域中。石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型蜂巢状晶格的平面薄膜，只有一个或数个碳原子厚度，具有较高的导热系数、电子迁移率与较低的电阻率，有望在能源、材料、电子与生物医药等行业获得极大地发展，也可以作为增强增韧组分或者功能填料应用于复合材料生产领域中。但是，石墨烯的尺寸细小、径厚比大、比表面积高，在高分子基体中易于蜷曲成团或聚集成更大尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取石墨烯后将其混入至蒸馏水中，石墨烯与蒸馏水的质量比为1:20～1:100，加入分散剂和增韧剂，超声2～8h至充分分散，再经真空抽滤、压制密实后形成石墨烯纸薄膜；(2)采用石墨烯纸薄膜，在表面加工出平行切口，并于两端施加拉伸应力以构建三维立体的石墨烯拉花，将其固定于浇铸模具中；(3)称取环氧树脂和固化剂，完全混合后缓慢升温，使混合物具有较好流动性，再将其注入浇铸模具内并充分密实形成石墨烯拉花/环氧树脂复合体系；(4)将石墨烯拉花/环氧树脂复合体系置于恒温烘箱中固化成型，得到石墨烯拉花/环氧树脂复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取石墨烯后将其混入至蒸馏水中，石墨烯与蒸馏水的质量比为1:20～1:100，加入分散剂和增韧剂，超声2～8h至充分分散，再经真空抽滤、压制密实后形成石墨烯纸薄膜；(2)采用石墨烯纸薄膜，在表面加工出平行切口，并于两端施加拉伸应力以构建三维立体的石墨烯拉花，将其固定于浇铸模具中；(3)称取环氧树脂和固化剂，完全混合后缓慢升温，使混合物具有较好流动性，再将其注入浇铸模具内并充分密实形成石墨烯拉花/环氧树脂复合体系；(4)将石墨烯拉花/环氧树脂复合体系置于恒温烘箱中固化成型，得到石墨烯拉花/环氧树脂复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用的石墨烯片层数目1～10层，厚度0.3～3nm，片层尺寸1～100μm。3.根据权利要求1所述的石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，其用量为石墨烯质量的10％～30％。4.根据权利要求1所述的石墨烯拉花/环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，增韧剂为羧甲基纤维素钠(CMC)，增韧剂与石墨烯的质量比在50％～200％之间。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟钰，李宛鸿，潘文浩，宋学君，曾尤，王函，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21