專利名稱：一種石墨烯/氰酸酯/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于先進復(fù)合材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯/氰酸酯/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料及其制備方法，
背景技術(shù)：
石墨烯由于其主要性能指標均與石墨烯相當甚至更好，并且避免了石墨烯研究和應(yīng)用中難以逾越的手性控制、金屬型和半導(dǎo)體型分離以及催化劑雜質(zhì)等難題，并且價格低廉，具有廣泛的重要的應(yīng)用價值。但是，石墨烯表面呈惰性狀態(tài)，與其他介質(zhì)的相互作用較弱，并且石墨烯片與片之間有較強的范德華力，容易產(chǎn)生聚集，使其分散效果較差。目前，為 了提高石墨烯的分散性，研究人員進行了卓有成效的工作。目前研究的比較多的功能化的方法是非共價鍵功能化和共價鍵功能化。非共價鍵功能化主要是通過η-η相互作用、離子鍵以及氫鍵等非共價鍵作用對石墨烯進行表面功能化。然而，由于石墨烯和改性修飾基團間的非共價鍵作用力相對較弱，加入到樹脂基體中形成的界面結(jié)合強度有限。因此，通過共價鍵作用對石墨烯進行改性是目前研究最為廣泛的功能化方法。研究發(fā)現(xiàn)，采用不同的有機小分子或線性聚合物對石墨烯進行共價改性，不僅能提高石墨烯的分散性，且賦予石墨烯新的功能。因此，本發(fā)明利用超支化聚硅氧烷對石墨烯表面進行改性，以提高石墨烯的分散性及與樹脂的界面粘結(jié)強度。氰酸酯樹脂具有優(yōu)異的高耐熱性、良好的綜合力學(xué)性能以及極低的吸水率，是二十世紀以來在航空領(lǐng)域中極具潛力的一種功能材料和結(jié)構(gòu)材料，可用于制作軍事、航空、航天、航海領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件，比如機翼、艦船殼體等，還可制成宇航中常用的泡沫夾芯結(jié)構(gòu)材料。特別是雙酚A型氰酸酯樹脂因其獨特的分子結(jié)構(gòu)，具有更為優(yōu)異的力學(xué)性能、耐濕熱性能和電性能更受研究者的廣泛青睞，但其固化物較脆，需要對其進行增韌改性才能滿足更多場合的使用要求。雙馬來酰亞胺樹脂以其優(yōu)異的耐熱性、電絕緣性、良好的力學(xué)性能，得到了廣泛的應(yīng)用。研究表明，使用雙馬來酰亞胺改性氰酸酯可改善氰酸酯樹脂的力學(xué)性能。因此研究雙馬來酰亞胺預(yù)聚體和一種超支化聚硅氧烷修飾的氧化石墨烯對雙酚A型氰酸酯樹脂進行增韌改性，以能滿足氰酸酯樹脂的多種領(lǐng)域的使用要求。
發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種石墨烯/氰酸酯/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料及其制備方法。技術(shù)方案—種石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料，其特征在于原料組份的質(zhì)量分數(shù)為0. f 10份超支化聚硅氧烷修飾的氧化石墨烯、5 100份含雙酚A雙烯丙基醚的雙馬來酰亞胺預(yù)聚體和100份雙酚A型氰酸酯樹脂；所述超支化聚硅氧烷修飾的石墨烯的化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料，其特征在于原料組份的質(zhì)量分數(shù)為0. f 10份超支化聚硅氧烷修飾的氧化石墨烯、5 100份含雙酚A雙烯丙基醚的雙馬來酰亞胺預(yù)聚體和100份雙酚A型氰酸酯樹脂；所述超支化聚硅氧烷修飾的石墨烯的化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料，其特征在于 所述超支化聚硅氧烷修飾的石墨烯的接枝率為5 30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料，其特征在于 所述雙馬來酰亞胺樹脂預(yù)聚體為質(zhì)量分數(shù)為100份二苯甲烷型雙馬來酰亞胺和0-100份的活性稀釋劑雙酚A雙烯丙基醚；所述二苯甲烷型雙馬來酰亞胺樹脂的化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式為
4.一種制備權(quán)利要求廣3所述任一項石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟如下 步驟I :將O. Γ10份的氧化石墨加入到f 100份KH-560的四氫呋喃溶液中，超聲分散O.5h后滴加I 50mL濃度為lmol/L的HCl水溶液，然后在5(T80°C攪拌4 7h后，得到超支化聚硅氧烷修飾氧化石墨烯；將質(zhì)量分數(shù)為100份二苯甲烷型雙馬來酰亞胺和10-100份的活性稀釋劑雙酚A雙烯丙基醚在8(Tl60°C加熱熔融預(yù)聚O. 5 3h后得到雙馬來酰亞胺樹脂預(yù)聚體； 步驟2 :將O. Γ10份超支化聚硅氧烷修飾的石墨烯加入到1(Γ80份雙馬來酰亞胺樹脂預(yù)聚體中，在4(T60°C、5(T70W下超聲分散O. 5 Ih ； 步驟3 :加入已在80°C熔融的氰酸酯樹脂100份，攪拌，升溫，在10(Tl4(TC預(yù)聚O. 5 2h后倒入|吳具中； 步驟4 :在140°C的真空箱中，抽真空除去氣泡，放入鼓風干燥箱進行階段升溫固化，固化工藝為160°C /2h+180°C /2h+200°C /2h，然后自然冷卻，脫模后，再在220°C下后處理2h后得到石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石墨烯/氰酸酯樹脂/雙馬來酰亞胺復(fù)合材料及其制備方法，屬于先進復(fù)合材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)特征在于采用超支化聚硅氧烷修飾的石墨烯，其表面引入含有能與樹脂進行化學(xué)反應(yīng)的活性官能團環(huán)氧基。并且，所使用雙馬來酰亞胺預(yù)聚體中含有活性稀釋劑雙酚A雙烯丙基醚，其粘度很低，有利于石墨烯的分散。即使用0.1~10份超支化聚硅氧烷修飾的氧化石墨烯和10~80份含雙酚A雙烯丙基醚的雙馬來酰亞胺預(yù)聚體對100份雙酚A型氰酸酯樹脂進行增韌改性，可獲得優(yōu)異的性能，滿足氰酸酯樹脂的多種領(lǐng)域的使用要求。
文檔編號C08G73/06GK102796373SQ201210282778
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者顏紅俠, 張夢萌, 公超, 張菲菲 申請人:西北工業(yè)大學(xué)