一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种新型石墨烯的改性复合材料及其制备方法，改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5

【技术实现步骤摘要】
一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法


[0001]本专利技术实施例涉及复合材料
，尤其涉及一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法。
[0002]
技术介绍

[0003]目前要制备优良性能的石墨烯和碳纳米管聚合物复合材料，关键是要提高碳纳米材料在聚合物基体中的分散程度，并使碳纳米材料表面具有较高的化学活性，确保碳纳米材料与聚合物基体之间有良好的粘结力，在形成复合材料后能顺利地将载荷转移到碳纳米材料上，使碳纳米材料起到增强、增韧的作用。根据表面改性剂与碳纳米材料表面之间的相互作用方式，可以将碳纳米材料的表面改性分为表面吸附包裹改性和表面化学改性两大类。如何实现对碳纳米材料的表面改性处理，使碳纳米材料表面具有较高的化学活性，确保碳纳米材料与聚合物基体间有良好的粘结力，成为亟待解决的技术难题。
[0004]
技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于克服上述现有不足，提供一种新型石墨烯的改性复合材料及制备方法，获得具有增强、增韧作用的碳纳米材料。
[0006]本专利技术实施例提供了一种新型石墨烯的改性复合材料，所述改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5-15份、碳纳米管10-50份、h-BN材料10-20份、尿素30-80份、氧化锌3-8份、液体橡胶5-10份、热塑性树脂30-50份，引发剂0.1-0.2份以及Mxene3-10份；其中，所述MXene材料具有电磁屏蔽、导热以及传导电荷的作用；所述h-BN材料具有绝缘、隔离Mxene与石墨烯纳米管以及导热的作用；所述尿素分子为球磨剂，具有对二维材料表面改性的作用；所述改性复合材料采用如下方法制备：将Mxene材料、h-BN材料、单层石墨烯粉末，经尿素分子在等离子球磨的条件下剥离并混合，制备得到复合填料，再分散于碳纳米管，进行单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性；混合之后，加入氧化锌进行离子化反应；加入液体橡胶，并高速混合；加入引发剂，引发共聚反应，再跟液体橡胶发生交联；加入热塑性树脂，从而得到一种新型石墨烯的改性复合材料。
[0007]进一步地，控制填料浓度为10wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管50份。
[0008]进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所
用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管30份。
[0009]进一步地，控制填料浓度为30wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管18份。
[0010]进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素80份和碳纳米管30份。
[0011]进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料10份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素80份和碳纳米管39份。
[0012]进一步地，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料10份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末10份、尿素80份和碳纳米管45份。
[0013]进一步地，所述热塑性树脂包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、PC-聚碳酸酯、橡胶中的至少一种。
[0014]进一步地，所述引发剂为过氧化物引发剂。
[0015]进一步地，所述液体橡胶包括低分子量的丁二烯、异丁烯、异戊二烯和丁腈中的一种或多种。
[0016]本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实现对单层石墨烯和碳纳米管的表面吸附包裹改性和表面化学改性，通过对碳纳米管材料的进行表面改性处理，使其表面具有较高的化学活性，确保碳纳米管材料与基材之间有良好的结合力，提高分散程度，进而在形成复合材料后能够顺利将载荷转移到碳纳米材料上，起到增强、增韧作用，改善导热性能。
[0017]具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下通过具体实施方式，完整地描述本专利技术的技术方案。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本专利技术的保护范围之内。
[0019]实施例1本专利技术实施例提供了一种新型石墨烯的改性复合材料，所述改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5-15份、碳纳米管10-50份、h-BN材料10-20份、尿素30-80份、氧化锌3-8份、液体橡胶5-10份、热塑性树脂30-50份，引发剂0.1-0.2份以及Mxene3-10份；其中，所述MXene材料具有电磁屏蔽、导热以及传导电荷的作用；所述h-BN材料具有绝缘、隔离Mxene与石墨烯纳米管以及导热的作用；所述尿素分子为球磨剂，具有对二维材料表面改性的作用；所述热塑性树脂包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、PC-聚碳酸酯、橡
胶中的至少一种；所述引发剂为过氧化物引发剂；所述液体橡胶包括低分子量的丁二烯、异丁烯、异戊二烯和丁腈中的一种或多种。
[0020]所述改性复合材料采用如下方法制备：将Mxene材料、h-BN材料、单层石墨烯粉末，经尿素分子在等离子球磨的条件下剥离并混合，制备得到复合填料，再分散于碳纳米管，进行单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性；混合之后，加入氧化锌进行离子化反应；加入液体橡胶，并高速混合；加入引发剂，引发共聚反应，再跟液体橡胶发生交联；加入热塑性树脂，从而得到一种新型石墨烯的改性复合材料。
[0021]控制填料浓度为10wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管50份。
[0022]实施例2控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管30份。
[0023]实施例3控制填料浓度为30wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管18份。
[0024]实施例4控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素80份和碳纳米管30份。
[0025]实施例5控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型石墨烯的改性复合材料，其特征在于，所述改性复合材料包括以下重量份的原料：单层石墨烯粉末5-15份、碳纳米管10-50份、h-BN材料10-20份、尿素30-80份、氧化锌3-8份、液体橡胶5-10份、热塑性树脂30-50份，引发剂0.1-0.2份以及Mxene3-10份；其中，所述MXene材料具有电磁屏蔽、导热以及传导电荷的作用；所述h-BN材料具有绝缘、隔离Mxene与石墨烯纳米管以及导热的作用；所述尿素分子为球磨剂，具有对二维材料表面改性的作用；所述改性复合材料采用如下方法制备：将Mxene材料、h-BN材料、单层石墨烯粉末，经尿素分子在等离子球磨的条件下剥离并混合，制备得到复合填料，再分散于碳纳米管，进行单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性；混合之后，加入氧化锌进行离子化反应；加入液体橡胶，并高速混合；加入引发剂，引发共聚反应，再跟液体橡胶发生交联；加入热塑性树脂，从而得到一种新型石墨烯的改性复合材料。2.根据权利要求1所述的新型石墨烯的改性复合材料，其特征在于，控制填料浓度为10wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管50份。3.根据权利要求1所述的新型石墨烯的改性复合材料，其特征在于，控制填料浓度为20wt%比例，所述单层石墨烯粉末和碳纳米管的改性所用的具体成分如下： Mxene材料3份、h-BN材料10份、单层石墨烯粉末5份、尿素50份和碳纳米管30份。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄镇江，
申请(专利权)人：苏州恩多科石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：