【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯，具体为一种耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法。
技术介绍
1、石墨烯由单层碳原子以六边形结构紧密键合而成的一种新型特殊的二维碳材料，具有良好的导电、导热、力学性能、热稳定性，广泛应用于能源、生物医学、药物传递等领域。但是石墨烯层间有着较强的范德华力，这就导致制备石墨烯纳米复合材料时，石墨烯容易发生团聚现象，严重影响材料的性能，限制了石墨烯材料的应用。
2、高性能聚合物具有低密度、高强度、阻燃耐热等优点，广泛应用于航空航天、电子通讯、武器军备等领域，其中聚对苯撑苯并恶唑聚合物具有优异的力学性能和阻燃性能。氮化硼具有低介电常数、抗氧化性、耐磨性、优异的导热性能，广泛应用于导热、吸附、防腐蚀等多个领域。
3、如授权公告号为cn111410190b的专利公开了具有绝缘导热性能的石墨烯-氮化硼复合薄膜及其制备方法，该专利技术将go水分散液与六方氮化硼水分散液混合，涂膜烘干，得到薄膜，制备得到的石墨烯复合薄膜具有导热、绝缘的性能，但是并没有改善耐磨性能和力学性能。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，本专利技术制备得到的石墨烯薄膜具有优异的耐摩擦性能和力学性能。
3、(二)技术方案
4、一种耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，所述制备方法如下：
5、(1)向80-90％的多聚磷酸溶液中加入羧基化石墨烯、双硅烷苯甲酸、羧基化氮化硼搅拌分散，再向
6、(2)将石墨烯复合共聚物溶液倾倒在不锈钢复合板上，将其置于热压机中，热压成膜20-50min，热压结束后泄压，于去离子水中浸泡2-5天，干燥，得到耐摩擦石墨烯薄膜。
7、优选的，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯、双硅烷苯甲酸、羧基化氮化硼、4,6-二-氨基对苯二酚的质量比为100:10-20:15-40:60-120。
8、优选的，所述步骤(2)中，热压机压力为8-12mpa，温度为160-200℃。
9、优选的，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯的制备方法为：将氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，升温至100-120℃下，反应4-10h，去离子水洗涤，干燥得到羧基化石墨烯。
10、优选的，所述步骤中，氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛的质量比为1:15-24:4.5-6。
11、优选的，所述步骤(1)中，双硅烷苯甲酸的制备方法为：将3,5-二羟基苯甲酸、3-碘丙基三乙氧基硅烷、碳酸钾加入至四氢呋喃溶剂中，升温至70-80℃下，反应4-8h，反应结束后，冷却至室温，饱和食盐水洗涤，干燥，旋转蒸发浓缩，得到双硅烷苯甲酸。
12、优选的，所述步骤中，3,5-二羟基苯甲酸、3-碘丙基三乙氧基硅烷、碳酸钾的质量比为1:2-3.4:2.5-3.6。
13、优选的，所述步骤(1)中，羧基化氮化硼的制备方法为：将六方氮化硼、3,5-双-氨基甲基-苯甲酸加入至1-2mol/l的氢氧化钠溶液中，再向其中加入氧化锆球磨珠，进行球磨5-15h，反应结束后，筛去球磨珠，再向其中加入0.5-1.5mol/l的盐酸溶液，过滤，去离子水洗涤，干燥，得到羧基化氮化硼。
14、优选的，所述步骤中，六方氮化硼、3,5-双-氨基甲基-苯甲酸的质量比为1:0.8-1.6。
15、(三)有益的技术效果
16、本专利技术利用氨基化石墨烯中的氨基与5-羟基间苯二甲酸、甲醛经过曼尼希反应，得到羧基化石墨烯。3,5-二羟基苯甲酸中含有的羟基与3-碘丙基三乙氧基硅烷进行取代反应，得到双硅烷苯甲酸。六方氮化硼与3,5-双-氨基甲基-苯甲酸经过碱化、球磨、中和，得到羧基化氮化硼。在多聚磷酸溶液中加入羧基化石墨烯、双硅烷苯甲酸、羧基化氮化硼、4,6-二-氨基对苯二酚原位聚合得到石墨烯复合共聚物溶液，最后将石墨烯复合共聚物溶液倒在不锈钢复合板上，热压成膜，得到耐摩擦石墨烯薄膜。
17、本专利技术所使用的石墨烯层与层之间以范德华力结合，容易沿着晶面滑移发生塑性变形，从而表现出良好的耐摩擦性能，但是石墨烯本身极易团聚，因此，本专利技术对石墨烯进行有机改性，起到了较好的分散作用，改善了团聚现象，并且，在此基础之上，进行原位聚合，进一步有效的解决石墨烯易团聚的问题，更好的发挥其耐摩擦性能。
18、本专利技术制备得到的石墨烯薄膜具有苯环和环状结构，其中的环状结构是通过曼尼希反应得到的，当受到外力摩擦时，苯环以及五元环能够被扭曲，摩擦结束后，苯环结构和五元环能够进行自我修复，防止材料被破坏，从而实现更好的耐摩擦性能和力学性能。
19、本专利技术制备得到的石墨烯薄膜具有氮化硼，氮化硼与石墨烯相同，由于表面具有较大的表面能，因此极易团聚，本专利技术通过对其进行有机改性，能够提升分散效果，提升材料的耐摩擦性能和力学性能。
20、本专利技术制备得到的石墨烯薄膜具有硅氧烷结构，硅氧烷结构不仅其中含有键能较大的硅氧键，而且，硅氧烷结构会自交联形成一种网络状结构，能够提升薄膜的力学性能和耐摩擦性能。
21、本专利技术通过原位聚合制备得到的石墨烯薄膜其中具有一种三维网络状结构，并且石墨烯与氮化硼均匀的分散在薄膜中，当薄膜受到外力时，石墨烯与氮化硼能够作为刚性支撑点和化学、物理交联点，承受载荷，进而提升材料的力学性能和耐磨性能。本专利技术制备得到的薄膜具有优异的力学性能和耐磨性能。
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1.一种耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
2.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯、双硅烷苯甲酸、羧基化氮化硼、4,6-二-氨基对苯二酚的质量比为100:10-20:15-40:60-120。
3.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，热压机压力为8-12MPa，温度为160-200℃。
4.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯的制备方法为：将氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，升温至100-120℃下，反应4-10h，去离子水洗涤，干燥得到羧基化石墨烯。
5.根据权利要求4所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛的质量比为1:15-24:4.5-6。
6.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，双硅烷苯甲酸的制备方法为：将3,
7.根据权利要求6所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，3,5-二羟基苯甲酸、3-碘丙基三乙氧基硅烷、碳酸钾的质量比为1:2-3.4:2.5-3.6。
8.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，羧基化氮化硼的制备方法为：将六方氮化硼、3,5-双-氨基甲基-苯甲酸加入至1-2mol/L的氢氧化钠溶液中，再向其中加入氧化锆球磨珠，进行球磨5-15h，反应结束后，筛去球磨珠，再向其中加入0.5-1.5mol/L的盐酸溶液，过滤，去离子水洗涤，干燥，得到羧基化氮化硼。
9.根据权利要求8所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，六方氮化硼、3,5-双-氨基甲基-苯甲酸的质量比为1:0.8-1.6。
...【技术特征摘要】
1.一种耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
2.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯、双硅烷苯甲酸、羧基化氮化硼、4,6-二-氨基对苯二酚的质量比为100:10-20:15-40:60-120。
3.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，热压机压力为8-12mpa，温度为160-200℃。
4.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，羧基化石墨烯的制备方法为：将氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，升温至100-120℃下，反应4-10h，去离子水洗涤，干燥得到羧基化石墨烯。
5.根据权利要求4所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤中，氨基化石墨烯、5-羟基间苯二甲酸、甲醛的质量比为1:15-24:4.5-6。
6.根据权利要求1所述的耐摩擦石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：文晓斌，
申请(专利权)人：深圳金迈克精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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