本發(fā)明涉及一種石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，屬于膠粘劑或復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：石墨烯(Graphene)是擁有sp2雜化軌道的二維碳原子晶體，具有蜂巢狀的晶體結(jié)構(gòu)，是目前世界上最薄的材料——單原子厚度的材料，它的厚度僅為0.335nm，石墨烯是構(gòu)成其他碳納米材料的基本單元：可以卷曲形成一維結(jié)構(gòu)的碳納米管，也可以折疊成籠狀的富勒烯，還可以堆垛形成石墨。石墨烯獨(dú)特的二維晶體結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能，使得石墨烯可以應(yīng)用在光電材料、傳感和探測(cè)器、儲(chǔ)能材料及聚合物復(fù)合材料等領(lǐng)域。但是石墨烯由于其超大的比表面積以及完善的晶體結(jié)構(gòu)，使得它無(wú)論在有機(jī)溶劑還是聚合物基體中都難易分散，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其應(yīng)用與發(fā)展。環(huán)氧樹(shù)脂是指在一個(gè)分子結(jié)構(gòu)中，含有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的環(huán)氧基，在固化劑作用和一定溫度條件下，能形成三維交聯(lián)固化化合物的總稱(chēng)。固化后的環(huán)氧樹(shù)脂具有粘接性能、高收縮率小、耐熱、耐候、耐化學(xué)、耐老化性能均優(yōu)良等特點(diǎn)，是目前世界上熱固性樹(shù)脂中使用量最大的品種之一。而中溫固化環(huán)氧樹(shù)脂體系更是具有成型溫度低、成型周期短、對(duì)工裝模具要求不嚴(yán)、制件內(nèi)應(yīng)力小、尺寸穩(wěn)定性好、抗斷裂韌性高等優(yōu)點(diǎn)，可顯著降低能耗和制作成本，提高生產(chǎn)效率而廣泛應(yīng)用于復(fù)合材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。但其存在脆性大、韌性不足等缺點(diǎn)，并且由于本身電導(dǎo)率低下導(dǎo)致滿(mǎn)足不了抗靜電的需求。現(xiàn)有方案大多將石墨烯加入到合成的環(huán)氧樹(shù)脂中進(jìn)行簡(jiǎn)單混合，由于石墨烯比表面積大，顆粒尺寸在納米范圍內(nèi)，因此石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂中容易團(tuán)聚，導(dǎo)致 石墨烯分散均一性差，而固化前的環(huán)氧樹(shù)脂粘度較高，即使采用超聲分散處理，其分散效果也不夠理想。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供了一種能與環(huán)氧樹(shù)脂有較好相容性、分散性的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種石墨烯，包括鱗片石墨、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸和抗壞血酸，各組份質(zhì)量份數(shù)如下，本發(fā)明采用市售鱗片石墨，要求純度大于98.0％，片徑80目～325目之間。本發(fā)明鱗片石墨的氧化劑采用高錳酸鉀，溶劑選用濃硫酸、磷酸的混合液，其中高錳酸鉀、濃硫酸和磷酸純度均為分析純。高錳酸鉀作為氧化劑，其在酸液中的濃度直接影響著產(chǎn)物的氧化程度，但高錳酸鉀濃度不能過(guò)高，否則反應(yīng)體系會(huì)容易爆炸，因此高錳酸鉀和酸液需要保持合適的配比，盡量不要超過(guò)16：100。濃硫酸和磷酸作為溶劑負(fù)責(zé)提供強(qiáng)酸性環(huán)境，輔助高錳酸鉀氧化，這其中其主要作用的是濃硫酸，磷酸只起降低體系粘度的作用，因此加入量不宜過(guò)多。濃硫酸和磷酸的量對(duì)體系最終性能影響非常微弱，僅會(huì)影響氧化石墨烯制備過(guò)程中的體系粘度，比如不加磷酸可能會(huì)粘度過(guò)高導(dǎo)致局部溫度過(guò)高易發(fā)生爆炸之類(lèi)的。采用這種氧化反應(yīng)，會(huì)使得氧化石墨烯具有更高的氧碳比、更多的含氧基團(tuán)以及更高的剝離程度。本發(fā)明采用抗壞血酸作為氧化石墨烯的還原劑，其還原反應(yīng)無(wú)毒且較為溫和，通過(guò)選定特定種類(lèi)的還原劑和添加量，使氧化還原反應(yīng)得到的石墨烯具有較高電導(dǎo)率、高剝離度的同時(shí)，也保有一定量的氧化基團(tuán)，這些基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂之間具有較強(qiáng)的相互作用，增加了石墨烯與環(huán)氧基體之間的相容性，對(duì)石墨烯的分散有顯著的增強(qiáng)作用。在本發(fā)明要求保護(hù)范圍內(nèi)，抗壞血酸的加入量降低時(shí)，改性樹(shù)脂體系的整體性能均會(huì)有所下滑，其中電導(dǎo)率下降尤為明顯，這是因?yàn)榭箟难嶙鳛檫€原劑，其加入量直接決定著石墨烯組分的還原程度，加入量越低，還原程度越低，進(jìn)而石墨烯乃至改性樹(shù)脂體系的電導(dǎo)率也越低；但若抗壞血酸添加量太多，還原后的石墨烯氧化基團(tuán)太少，石墨烯與環(huán)氧基體之間的相容性急劇下降，對(duì)石墨烯的分散性影響巨大，進(jìn)而對(duì)體系的各項(xiàng)性能造成嚴(yán)重不良影響。本發(fā)明可以通過(guò)提高氧化劑高錳酸鉀加入量，或者降低還原劑抗壞血酸的加入量，可以提高石墨烯的基團(tuán)殘留量，因此可以通過(guò)控制氧化劑與還原劑的用量比來(lái)控制石墨烯的基團(tuán)殘留程度。這些基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂之間具有較強(qiáng)的相互作用，增加了石墨烯與環(huán)氧基體之間的相容性，對(duì)石墨烯的分散有顯著的增強(qiáng)作用。因此殘留越多理論上與基體相容性越好，但選擇性的保留基團(tuán)實(shí)現(xiàn)起來(lái)很難，在基團(tuán)中有一定親水基團(tuán)存在，這些基團(tuán)數(shù)量過(guò)多反而會(huì)影響石墨烯的分散性，因此保證合適的氧化和還原程度是實(shí)現(xiàn)本方案的關(guān)鍵，本發(fā)明給出的配比關(guān)系(高錳酸鉀和抗壞血酸)，確保了石墨烯與環(huán)氧樹(shù)脂有較好相容性和分散性。最優(yōu)各組份質(zhì)量份數(shù)如下，最優(yōu)配比氧化還原得到的石墨烯，在改性環(huán)氧樹(shù)脂中分散性及電性能改善綜合效果最佳。一種石墨烯制備方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：第一步，將鱗片石墨與高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸按比例混合并攪拌均勻后，加熱至30～60℃反應(yīng)8～12小時(shí)，得到氧化石墨烯，所述的鱗片石墨、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸比例為2：8～16：80～90：10～20；氧化反應(yīng)應(yīng)在中溫環(huán)境中進(jìn)行，溫度過(guò)高易發(fā)生危險(xiǎn)，反應(yīng)時(shí)間在8小時(shí)后，反應(yīng)就差不多穩(wěn)定，得到的氧化石墨烯的性能差距不大。第二步，用去離子水將第一步得到的氧化石墨烯清洗干凈，去除殘留的氧化劑后，將其以≤5mg/mL的濃度分散在去離子水中，得到氧化石墨烯水體系；在較低的分散濃度下，氧化石墨烯才可以實(shí)現(xiàn)較為充分的剝離，比如到10nm以下，如果不在這一步實(shí)現(xiàn)充分剝離，還原后石墨烯是不可能再剝離的。因此原則上濃度越低剝離越好，但濃度太低產(chǎn)率過(guò)低，因此在3～5mg/mL是個(gè)較平衡的值。第三步，第二步得到的氧化石墨烯水體系中加入一定比例抗壞血酸，并加熱至90～100℃回流反應(yīng)24～48小時(shí)，多次清洗后烘干，得到還原-氧化的石墨烯，所述的抗壞血酸添加量與鱗片石墨的質(zhì)量比為5～20：2。采用本發(fā)明氧化－還原反應(yīng)制備得到的石墨烯，碳氧比在7～10之間，厚度不高于10nm，比表面積不小于200m2/g，具有較高電導(dǎo)率、高剝離度，保有一定量的氧化基團(tuán)，與環(huán)氧樹(shù)脂之間具有較強(qiáng)的相互作用，可以增加石墨烯與環(huán)氧基體之間的相容性，對(duì)石墨烯的分散有顯著的增強(qiáng)作用。一種石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂，包括石墨烯、環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和促進(jìn)劑，石墨烯的添加量為環(huán)氧樹(shù)脂的0.5％～5％其中所述的石墨烯采用鱗片石墨、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸和抗壞血酸通過(guò)氧化-還原反應(yīng)得到，各組份質(zhì)量份數(shù)如下，所述的環(huán)氧樹(shù)脂包括液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，液體環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份數(shù)為30～50，固體環(huán)氧樹(shù)脂的份數(shù)為30～50，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的份數(shù)為0～30，總質(zhì)量份數(shù)為100。本發(fā)明采用的石墨烯通過(guò)特定的氧化-還原反應(yīng)制備得到，隨著石墨烯加入量的增多，復(fù)合材料的整體性能有所提升，但當(dāng)石墨烯含量達(dá)到樹(shù)脂份數(shù)的3％時(shí)，性能基本趨于穩(wěn)定，若石墨烯含量達(dá)到樹(shù)脂份數(shù)的5％以上時(shí)，由于石墨烯量的增多，其在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性難度增加，其性能改善效果會(huì)急劇下降；。本發(fā)明采用的環(huán)氧樹(shù)脂為液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂、固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂和酚醛環(huán)氧樹(shù)脂特定比例混合，具體種類(lèi)無(wú)特別的限制，根據(jù)需要可為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹(shù)脂以及雜環(huán)型和混合型環(huán)氧樹(shù)脂等，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂可為苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂或者鄰甲酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂，存在狀態(tài)可為液體也可為固體。具體來(lái)說(shuō)：液體環(huán)氧樹(shù)脂主要滿(mǎn)足樹(shù)脂對(duì)增強(qiáng)物的浸潤(rùn)性，固體環(huán)氧樹(shù)脂主要滿(mǎn)足樹(shù)脂的成膜性和室溫下預(yù)浸料的鋪覆性，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂主要是提高樹(shù)脂的交聯(lián)密度，提高材料的力學(xué)性能和耐熱性能，但酚醛環(huán)氧樹(shù)脂價(jià)格一般較高，對(duì)于性能特別是耐熱性要求較低的場(chǎng)合，可減少或者不添加。通常情況下，液體環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量份數(shù)為30～50，固體環(huán)氧樹(shù)脂的份數(shù)為30～50，酚醛環(huán)氧樹(shù) 脂的份數(shù)為0～30，總質(zhì)量份數(shù)為100。本發(fā)明采用的固化劑為雙氰胺固化劑，要求其粒度≤10μm，純度大于95％，固化劑添加量一般為環(huán)氧樹(shù)脂的8％～12％。本發(fā)明采用的促進(jìn)劑為脲類(lèi)促進(jìn)劑，可為單脲或者雙脲。促進(jìn)劑添加量一般為環(huán)氧樹(shù)脂的4％～8％。一種石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂制備方法，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：第一步，制備氧化-還原石墨烯，A1.1、將鱗片石墨與高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸按比例混合并攪拌均勻后，加熱至30～60℃反應(yīng)8～12小時(shí)，得到氧化石墨烯，所述的鱗片石墨、高錳酸鉀、濃硫酸、磷酸比例為2：8～16：80～90：10～20；A1.2、用去離子水將步驟A1.1得到的氧化石墨烯清洗干凈，去除殘留的氧化劑后，將其以≤5mg/mL的濃度分散在去離子水中，得到氧化石墨烯水體系；A1.3、步驟A1.2得到的氧化石墨烯水體系中加入一定比例抗壞血酸，并加熱至90～100℃回流反應(yīng)24～48小時(shí)，多次清洗后烘干，得到還原-氧化的石墨烯，所述的抗壞血酸添加量與鱗片石墨的質(zhì)量比為5～20：2；第二步，按比例稱(chēng)取一定量的環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑和促進(jìn)劑混合攪拌均勻，隨后在其中加入一定量的第一步制備得到的氧化-還原石墨烯，球磨混合均勻，得到石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂混合物，所述氧化-還原石墨烯的添加量為環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量的0.5％～5％；選用球磨輔助混合的方法，保證石墨烯在高粘度的環(huán)氧樹(shù)脂環(huán)境下也能受到充分的剪切與分散作用。第三步，將第二步得到的石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂混合物在室溫下快速攪拌2-4h以實(shí)現(xiàn)石墨烯的均勻分散，得到環(huán)氧/石墨烯預(yù)分散體系；第四步，將第三步得到的環(huán)氧/石墨烯預(yù)聚物超聲分散3-4h，使石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂中均勻分散，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果：(1)本發(fā)明通過(guò)在環(huán)氧樹(shù)脂添加了特定工藝制備的還原-氧化石墨烯，石墨烯在具有較高電導(dǎo)率、高剝離度的同時(shí)，也保有一定量的氧化基團(tuán)，這些基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂之間具有較強(qiáng)的相互作用，增加了石墨烯與環(huán)氧基體之間的相容性，對(duì)石墨烯的分散有顯著的增強(qiáng)作用；(2)本發(fā)明采用特殊配比和工藝制備得到的石墨烯，具有更高的氧碳比、更多的含氧基團(tuán)以及更高的剝離程度，在使用抗壞血酸作為還原劑時(shí)，其還原反應(yīng)無(wú)毒且較為溫和，提高氧化劑高錳酸鉀加入量，或者降低還原劑抗壞血酸的加入量，可以提高石墨烯的基團(tuán)殘留量，通過(guò)控制氧化劑與還原劑的用量比來(lái)控制石墨烯的基團(tuán)殘留程度；(3)本發(fā)明采用較少量的石墨烯即可顯著提升環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、力學(xué)性能、導(dǎo)電及導(dǎo)熱等多項(xiàng)性能指標(biāo)；(4)本發(fā)明的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、高熱穩(wěn)定性、工藝易控制及易加工等優(yōu)點(diǎn)，可以用于制備抗靜電以及散熱材料。說(shuō)明書(shū)附圖圖1為本發(fā)明制備流程圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1制備方法如圖1所示，通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)：1、還原-氧化石墨烯的制備將2g鱗片石墨，12g高錳酸鉀分散在90g的濃硫酸與10g磷酸構(gòu)成的混酸溶液中，攪拌均勻后將體系加熱至40℃反應(yīng)12小時(shí)，所得產(chǎn)物氧化石墨烯。用去離子水將氧化石墨烯清洗干凈，去除殘留的氧化劑后，將其分散在去離子水中。隨后在體系中加入20g還原劑抗壞血酸并加熱至100℃回流反應(yīng)48小時(shí)，產(chǎn)物 多次清洗后烘干，得到還原-氧化石墨烯。2、石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20(軟化點(diǎn)60～70℃)，20g；酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44(軟化點(diǎn)小于40℃)，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g，步驟1制備的還原-氧化石墨烯3g。(1)按比例稱(chēng)取100g環(huán)氧樹(shù)脂、10g固化劑、6g促進(jìn)劑以及3g石墨烯，在小型球磨機(jī)中將上述組分混合均勻。(2)將上述混合物在室溫下快速攪拌2h以實(shí)現(xiàn)石墨烯的分散。(3)將環(huán)氧/石墨烯預(yù)聚物倒出，超聲分散4h，使石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂中均勻分散，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂。將上述步驟制備的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行真空脫泡處理后，按以下工藝固化：80℃/40min+130℃/2h，得到的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。實(shí)施例2配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20，30g，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44，20g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g；實(shí)施例1步驟1制備的還原-氧化石墨烯3g。本實(shí)施例提供的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂具體制備方法、固化方式、與復(fù)合材料性能測(cè)試同實(shí)施例1，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。實(shí)施例3配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，35g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20，35g，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g；實(shí)施例1步驟1制備的還原-氧化石墨烯3g。本實(shí)施例提供的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂具體制備方法、固化方式、與復(fù)合材料 性能測(cè)試同實(shí)施例1，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。實(shí)施例4配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20，20g，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g；實(shí)施例1步驟1制備的還原-氧化石墨烯0.5g。本實(shí)施例提供的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂具體制備方法、固化方式、與復(fù)合材料性能測(cè)試同實(shí)施例1，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。實(shí)施例5配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20，20g，酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g；實(shí)施例1步驟1制備的還原-氧化石墨烯5g。本實(shí)施例提供的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂具體制備方法、固化方式、與復(fù)合材料性能測(cè)試同實(shí)施例1，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。比較例1配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20(軟化點(diǎn)60～70℃)，20g；酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44(軟化點(diǎn)小于40℃)，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g。1、按比例稱(chēng)取100g環(huán)氧樹(shù)脂、10g固化劑與6g促進(jìn)劑，在小型球磨機(jī)中將上述組分混合均勻。2、將上述混合物在室溫下快速攪拌2h。3、將環(huán)氧預(yù)聚物倒出，超聲分散4h。將環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行真空脫泡處理，按以下工藝固化：80℃/40min+130℃/2h， 得到的環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。比較例2配比：液體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-51，50g；固體雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E-20(軟化點(diǎn)60～70℃)，20g；酚醛環(huán)氧樹(shù)脂F(xiàn)-44(軟化點(diǎn)小于40℃)，30g；雙氰胺固化劑，10g；甲基單脲促進(jìn)劑，6g，常規(guī)方式制備的石墨烯3g。1、按比例稱(chēng)取100g環(huán)氧樹(shù)脂、10g固化劑、6g促進(jìn)劑以及3g石墨烯。2、將上述混合物在室溫下攪拌2h輔助石墨烯的分散。3、將環(huán)氧/石墨烯預(yù)聚物倒出，超聲分散4h，使石墨烯在環(huán)氧樹(shù)脂中進(jìn)一步分散，得到石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂。將石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行真空脫泡處理，按以下工藝固化：80℃/40min+130℃/2h，得到的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表1所示。表1從表1中數(shù)據(jù)可以看出，與未采用石墨烯改性的環(huán)氧樹(shù)脂(比較例1)的性能相比，實(shí)施例1-5的各項(xiàng)性能均有較大幅度的提高和改善；從實(shí)施例1和采用常規(guī)方法制備的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂(比較例2)的性能相比，實(shí)施例1-3各項(xiàng)性能有較大幅度的提高和改善。前者是由于環(huán)氧樹(shù)脂中添加了石墨烯，石墨烯的納米效應(yīng)、導(dǎo)電和導(dǎo)熱效應(yīng)，使石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂的性能得到較大幅度的改善 和提高。比較例2由于未采用本發(fā)明的制備方法，石墨烯在樹(shù)脂中分散程度較差，產(chǎn)生團(tuán)聚，影響材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)。從實(shí)施例1、4、5的數(shù)據(jù)可以看出，隨著石墨烯加入量的增多，復(fù)合材料的整體性能有所提升，但當(dāng)石墨烯含量達(dá)到樹(shù)脂份數(shù)的3％時(shí)，性能基本趨于穩(wěn)定，若石墨烯含量達(dá)到樹(shù)脂份數(shù)的5％以上時(shí)，由于石墨烯量的增多，其在環(huán)氧樹(shù)脂中的分散性難度增加，其性能改善效果會(huì)急劇下降。從實(shí)施例1-3的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)酚醛環(huán)氧樹(shù)脂比例增高時(shí)，由于材料交聯(lián)密度增加，因此其力學(xué)性能和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都有一定幅度的提升。液體環(huán)氧樹(shù)脂和固體環(huán)氧樹(shù)脂在前面所述范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)體系的影響不大，但當(dāng)其中一組分比例過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致體系粘度過(guò)低或者過(guò)高，影響石墨烯的分散，進(jìn)而對(duì)體系的性能產(chǎn)生影響。實(shí)施例6-11制備還原-氧化石墨烯的質(zhì)量份數(shù)配比見(jiàn)表2，石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂制備、固化與實(shí)施例1一致，得到的的石墨烯改性環(huán)氧樹(shù)脂固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、拉伸性能、導(dǎo)熱系數(shù)以及電導(dǎo)率如表3所示。表2實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9鱗片石墨2222高錳酸鉀8161212濃硫酸90909090磷酸10101010抗壞血酸2020512表3從表3中可以看出，對(duì)比實(shí)施例1、6、7，可以發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀在12份時(shí)，改性樹(shù)脂的綜合性能最佳，這是由于當(dāng)高錳酸鉀投入量增多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致石墨烯吸水基團(tuán)殘留度增加，對(duì)石墨烯的分散會(huì)造成一定影響；并且所制備石墨烯導(dǎo)電性導(dǎo)熱性會(huì)降低，從而導(dǎo)致改性樹(shù)脂的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率降低；另一方面，當(dāng)高錳酸鉀投入量減小，會(huì)導(dǎo)致石墨烯剝離程度降低，使改性樹(shù)脂體系的整體性能下降。對(duì)比實(shí)施例1、8、9，可以看出，當(dāng)抗壞血酸的加入量降低時(shí)，改性樹(shù)脂體系的整體性能均會(huì)有所下滑，其中電導(dǎo)率下降尤為明顯，這是因?yàn)榭箟难嶙鳛檫€原劑，其加入量直接決定著石墨烯組分的還原程度，加入量越低，還原程度越低，進(jìn)而石墨烯乃至改性樹(shù)脂體系的電導(dǎo)率也越低。另外石墨烯還原程度的降低也會(huì)影響石墨烯的分散，進(jìn)而對(duì)體系的力學(xué)性能造成一定的不良影響。本發(fā)明未詳細(xì)說(shuō)明部分為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3