CN103467916A - 一种石墨烯环氧树脂复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5-10份，环氧树脂45-65份，活性稀释剂5-20份，填料25-35份，聚酰胺4-6份，硅树脂1-3份。本发明提供的石墨烯环氧树脂复合材料，利用氧化石墨烯的优势，提高石墨烯的分散性，通过活性稀释剂改善石墨烯与聚合物界面之间的结合强度，有效改善聚合物的力学性能、机械性能和电学性能。
Description
技术领域
本发明属于复合材料领域，具体涉及一种石墨烯环氧树脂复合材料。
背景技术
石墨烯作为近年来发现的二维碳素晶体，其强度达130GPa，成为世界上强度最高的材料，其还具有超大的比表面积、良好的疏水性和优异的耐磨性。此外，石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好，其热导率约为4000wm/k，是铜的5倍，是金刚石的2倍。
石墨烯与树脂基体复合后可以降低复合材料的热膨胀系数，大大增加热导率，添加适量的石墨烯可以使基体树脂的力学性能得到显著地提高，克服一般无机填料使用量大等缺点。石墨烯凭借其优异的导电性和极低的加入量，成为一种极具潜力的导电改性剂。因此，通过石墨烯改性聚合物制备纳米复合材料具有很好的应用前景，但石墨烯层与层之间容易产生聚集，导致其在共混基体中分散不均匀，另外，石墨烯与其他介质界面相容性差，不能有效的改善聚合物的性能。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种石墨烯环氧树脂复合材料，通过氧化石墨烯与环氧树脂的共混，提高基体树脂的力学性能、机械性能和电学性能。
技术方案：本发明提供了一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5-10份，环氧树脂45-65份，活性稀释剂5-20份，填料25-35份，聚酰胺4-6份，硅树脂1-3份。
所述氧化石墨烯是由石墨氧化并超声分散而来，其表面带有羟基、羧基及环氧基团等高反应活性的官能团，能提高其在复合基体中的分散性。
所述活性稀释剂为多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚和二环氧丙烷乙基醚中的一种或几种的混合物。所述填料为石棉纤维、玻璃纤维、铁粉和铝粉中的一种或几种的混合物。
有益效果：本发明提供的石墨烯环氧树脂，利用氧化石墨烯的优势，提高石墨烯的分散性，通过活性稀释剂改善石墨烯与聚合物界面之间的结合强度，有效改善聚合物的力学性能、机械性能和电学性能。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但本发明并不因此局限于下述实施例。
实施例1
一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5份，环氧树脂45份，活性稀释剂5份，填料25份，聚酰胺4份，硅树脂1份。
按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。
实施例2
一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯4份，环氧树脂50份，活性稀释剂10份，填料30份，聚酰胺5份，硅树脂2份。
按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。
实施例3
一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯8份，环氧树脂55份，活性稀释剂15份，填料30份，聚酰胺5份，硅树脂2份。
按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。
实施例4
一种石墨烯环氧树脂复合材料，其由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯10份，环氧树脂65份，活性稀释剂20份，填料35份，聚酰胺6份，硅树脂3份。
按上述配比将各种原料在高速搅拌斗中混合均匀，从混料口中加入到温度设定为220℃～280℃的双螺杆挤出机中，抽真空造粒即可。
对上述各实施例所得复合材料的性能进行测试，结果如下：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 拉伸强度（Mpa） | 70 | 78 | 80 | 72 |
| 弯曲强度（Mpa） | 82 | 90 | 92 | 75 |
| 冲击强度（J/m） | 60 | 66 | 63 | 60 |
| 体积导电率（S/cm） | 9.6×10-2 | 6.8×10-2 | 9.8×10-3 | 4.5×10-4 |
Claims (3)
1. 一种石墨烯环氧树脂复合材料，其特征在于由下列重量份数的原料组成：氧化石墨烯0.5-10份，环氧树脂45-65份，活性稀释剂5-20份，填料25-35份，聚酰胺4-6份，硅树脂1-3份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯环氧树脂复合材料，其特征在于所述活性稀释剂为多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚和二环氧丙烷乙基醚中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的石墨烯环氧树脂复合材料，其特征在于所述填料为石棉纤维、玻璃纤维、铁粉和铝粉中的一种或几种的混合物。
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