CN104910333A - 一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料及其制备方法。有益效果是：改性氧化石墨烯是在热解膨胀法制备氧化石墨烯的基础上，将氧化石墨烯分散于有机溶剂中，利用氧化石墨烯上的羟基、羧基等活性官能团接枝带双键的丙烯酸酯链段，将改性氧化石墨烯、丙烯酸树脂、活性稀释剂、填料、光引发剂等复配组成复合物，涂布后烘烤去除溶剂，然后在高压紫外汞灯照射下固化，从而获得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。本发明诉述的复合材料在液体下混合，而且氧化石墨烯经过丙烯酸酯链段的修饰改性，与其它树脂等具有良好的相容性，有利于氧化石墨烯在聚合物材料的均匀分散，混合均匀后再经过紫外光快速固化获得固态的改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

Description

一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种有着独特性质的全新材料：它是目前世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，垂直入射的可见光只有很小一部分（2.3%）会被石墨烯吸收，而绝大部分的光都会透过去；它的导热性能比已知的任何材料都要出色，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石；常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。它又很致密，连氦原子（最小的气体分子）也不能穿过去。石墨烯的拉伸模量(1.01TPa)和极限强度(116GPa)与单壁碳纳米管相当，其质量轻，导热性好且比表面积大(2630m²/g)。石墨烯虽然才出现十年左右的时间，但以其独特的结构和优异的性能，在化学、物理和材料学界引起了轰动，也引起了国内外的研究热潮。石墨烯已经展现了许多技术上的应用，这一点在物理学、化学、材料科学领域都是很难得的，一般的材料从实验室走向实际生活都需要十几年甚至几十年的时间。

由于石墨烯结构完整，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其它介质的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其在水及常见的有机溶剂中难于分散，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难，因此，对石墨烯表面进行化学修饰或改性提高其与有机材料的相容性和分散性尤为重要。

从石墨制备氧化石墨是应用氧化石墨烯的起点，氧化石墨可进一步用机械方法，如热解膨胀或溶剂中超声分散，制备稳定的准二维氧化石墨烯悬浮液。然后通过表面的修饰或改性增强其复合性能，从而实现氧化石墨烯在基体材料中的分散。在制备氧化石墨烯的基础上，再对其表面进行化学修饰与改性以增强其与有机材料的相容性，有助于提高其在有机材料中的分散性，从而实现复合材料的特殊性能。目前，对氧化石墨烯的化学修饰与改性主要有非共价键修饰和共价键修饰两种方法：

（1）非共价键修饰：氧化石墨烯具有大的P共轭体系，因而可与具有共轭体系的小分子或高分子通过P2P相互作用增强其溶解性能或者是分散到溶液体系。Hao等用四氰基苯醌作为氧化石墨烯的稳定化剂，获得了能溶于水及有机溶剂(DMSO、DMF)的功能化石墨烯。非共价键修饰主要是利用氧化石墨烯中的共轭体系与其它有机材料中的共轭体系通过P2P相互作用增强其相容性，主要方式以共混为主，没有化学上的交联反应，这种方法很难保证氧化石墨烯在有机高分子材料中的纳米级分散，也影响了氧化石墨烯在复合材料中的一些性能体现。

（2）共价键修饰：氧化石墨烯中含有羧基、羟基和环氧基等活性基团，其中羧基主要在氧化石墨烯片的边缘处，而环氧基位于氧化石墨烯层面内，这些基团的存在，为氧化石墨烯的化学修饰与改性提供了良好的途径。根据这些功能基团的化学反应性能，人们可以合成大量共价键合的氧化石墨烯衍生物，并发现其潜在的应用价值。具体的方法有：利用SOC1₂与氧化石墨烯表面的COOH功能团反应，再与长链的烷基胺或者长链的脂肪醇反应，生产酰胺或者酯；用烷基异氰酸酯对氧化石墨烯进行反应改性；通过重氮化反应修饰氧化石墨烯；偶联剂的接枝改性；还有用叠氮化合物对氧化石墨烯进行化学修饰等。

从应用角度来说，共价键修饰氧化石墨烯比非共价键修饰氧化石墨烯在有机高分子材料中具有更好的分散性。但是，目前关于共价键修饰氧化石墨烯的研究主要集中在氧化石墨烯的表面接枝一段有机链段后，大部分只研究了改性后的氧化石墨烯在有机溶剂的分散稳定性，只有少量的研究是通过混合的方法将共价键修饰氧化石墨烯与高分子材料复合制备功能性材料。接枝的有机链段很少具有能继续与其它材料进一步反应的官能团。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

本发明提供了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          35～70；

活性稀释剂                            10～30；

改性氧化石墨烯                        1～10；

填 料                                 3～10；

颜 料                                 0～7；

光引发剂                              1～8。

作为本发明的进一步改进，所述的丙烯酸酯树脂包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述活性稀释剂为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂、三官能团稀释剂中一种或几种的混合物；所述的单官能团稀释剂为：丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-乙烯吡烷酮；双官能团稀释剂为：邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯；三官能团稀释剂为：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯。

作为本发明的进一步改进，所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后利用氧化石墨烯中的羟基、羧基能与异氰酸酯基团反应的特性，在其侧链接枝丙烯酸酯链段，制备带反应性官能团的改性氧化石墨烯。

作为本发明的进一步改进，所述的填料为碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锌、立德粉、滑石粉、钛白粉、锑白、硅灰石、二氧化硅、玻璃镀银粉、铝镀银粉、铜镀银粉、镍镀银粉、银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、铁粉、镍粉、石墨粉、炭黑中的一种或几种的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述的颜料为铬黄、氧化铁黄、群青、铬绿、铁红、铁蓝、红丹、锌铬黄、酞菁蓝一种或几种混合物。

作为本发明的进一步改进，所述的光引发剂由安息香及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、二苯酮或杂环芳酮类化合物：安息香甲醚、安息香乙醚、安息香正丁醚、二苯基乙二酮、二烷氧基苯乙酮、氯化苯乙酮、二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6- 三甲基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或几种的混合物。

作为本发明的进一步改进，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          50；

活性稀释剂                            25；

改性氧化石墨烯                        5；

填 料                                 8；

颜 料                                 5；

光引发剂                              7。

本发明还提供了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法，包括如下步骤：先将丙烯酸酯树脂与活性稀释剂搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、填料、颜料，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

作为本发明的进一步改进，所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后利用氧化石墨烯中的羟基、羧基能与异氰酸酯基团反应的特性，在其侧链接枝丙烯酸酯链段，制备带反应性官能团的改性氧化石墨烯。

本发明的有益效果是：热解膨胀的氧化石墨烯在溶剂中超声分散，能有利于氧化石墨烯片层之间的分开，并在溶剂中接枝带双键的丙烯酸酯链段，改性后不需要进行干燥获得固态的改性氧化石墨烯，而是将溶液状态的改性氧化石墨烯与其它丙烯酸树脂、稀释剂、颜填料等复配，改性氧化石墨烯接枝的丙烯酸酯链段与其它丙烯酸酯有良好的相容性，能有助于氧化石墨烯材料在复合材料中的充分分散，较常见的固-固混合制备氧化石墨烯聚合物复合材料的方法有很大的优势，此外改性氧化石墨烯接枝的丙烯酸酯链段也能参与到后期的固化中，使氧化石墨烯材料与聚合物能形成一个有机的整体，也有助于体现氧化石墨烯在复合材料中的综合性能。

具体实施方式

本发明公开了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          35～70；

活性稀释剂                            10～30；

改性氧化石墨烯                        1～10；

填 料                                 3～10；

颜 料                                 0～7；

光引发剂                              1～8。

所述的丙烯酸酯树脂包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

所述活性稀释剂为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂、三官能团稀释剂中一种或几种的混合物；所述的单官能团稀释剂为：丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-乙烯吡烷酮；双官能团稀释剂为：邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯；三官能团稀释剂为：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯。

所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后制备丙烯酸酯接枝改性链段，在反应容器中加入甲苯二异氰酸酯（TDI），加热至50～80℃；将聚乙二醇加入甲苯二异氰酸酯（TDI）中，所述的聚乙二醇加入量满足二异氰酸酯与二元醇的摩尔比为2：1；所述的二元醇添加有占总质量0.2～1.0％的二丁基二月桂酸锡，反应2～6h。然后在反应体系中滴加入丙烯酸羟乙酯，所述的丙烯酸羟乙酯的加入量满足丙烯酸羟乙酯与二异氰酸酯的摩尔比为1：2，所述的丙烯酸羟乙酯添加有占总质量0.5～1.0％的阻聚剂对羟基苯甲醚；将反应温度控制在60～90℃，反应2～4h，得到一端带NCO基团另一端带双键的聚氨酯丙烯酸酯链段，再将上述制备的氧化石墨烯加入该体系，补加占总质量0.1-0.3%二丁基二月桂酸锡，将反应温度控制在60～90℃，继续反应1～3h，即得丙烯酸酯链段改性氧化石墨烯。

所述的填料为碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锌、立德粉、滑石粉、钛白粉、锑白、硅灰石、二氧化硅、玻璃镀银粉、铝镀银粉、铜镀银粉、镍镀银粉、银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、铁粉、镍粉、石墨粉、炭黑中的一种或几种的混合物。

所述的颜料为铬黄、氧化铁黄、群青、铬绿、铁红、铁蓝、红丹、锌铬黄、酞菁蓝一种或几种混合物。

所述的光引发剂由安息香及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、二苯酮或杂环芳酮类化合物：安息香甲醚、安息香乙醚、安息香正丁醚、二苯基乙二酮、二烷氧基苯乙酮、氯化苯乙酮、二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6- 三甲基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或几种的混合物。

本发明还公开了一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法，包括如下步骤：先将丙烯酸酯树脂与活性稀释剂搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、填料、颜料，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

本发明提供的就是在氧化石墨烯上接枝一端带丙烯酸酯双键的有机链段，并与其它丙烯酸酯树脂等一起复配而得到改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

本发明的复合材料由改性氧化石墨烯、丙烯酸酯树脂、活性稀释剂、填料、颜料、光引发剂等组成。该方法的特点是在溶剂条件下，先将经过热解膨胀获得氧化石墨烯用超声分散，再利用氧化石墨烯上的羟基、羧基等活性官能团接枝带双键的丙烯酸酯链段，然后与丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯活性稀释剂等复配，再通过紫外光固化获得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。该方法的优点是改性氧化石墨烯在溶液中获得，能使改性氧化石墨烯有一个良好的分散状态，改变以往氧化石墨烯复合材料制备过程中固-固混合而造成的分散不均等问题，此外氧化石墨烯表面接枝有反应性的丙烯酸酯链段，与其它丙烯酸酯树脂有较好的相容性，且在固化过程中能参与反应，提供了一种新型的氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法。

作为本发明的优选方案，改性氧化石墨烯聚合物复合材料，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          50；

活性稀释剂                            25；

改性氧化石墨烯                        5；

填 料                                 8；

颜 料                                 5；

光引发剂                              7。

实施例1：

本发明改性氧化石墨烯聚合物复合材料的组分及质量百分含量如下：

环氧丙烯酸酯                          25；

聚氨酯丙烯酸酯                        25；

三丙二醇二丙烯酸酯                    10；

1,6-己二醇二丙烯酸酯                   10；

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                5；

改性氧化石墨烯                        5；

碳酸钙                                5；

铜镀银粉                              3；

铬黄                                  5；

安息香甲醚                            2；

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮           2；

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦     3。

所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后制备丙烯酸酯接枝改性链段，在反应容器中加入0.2mol甲苯二异氰酸酯（TDI），加热至65℃；将0.1mol聚乙二醇加入甲苯二异氰酸酯（TDI）中；聚乙二醇添加有占总质量0.6％的二丁基二月桂酸锡，反应4h。然后在反应体系中滴加入0.1mol丙烯酸羟乙酯，丙烯酸羟乙酯添加有占总质量0.6％的阻聚剂对羟基苯甲醚；将反应温度控制在70℃，反应3h，得到一端带NCO基团另一端带双键的聚氨酯丙烯酸酯链段，再将上述制备的氧化石墨烯加入该体系，补加占总质量0.2%二丁基二月桂酸锡，将反应温度控制在75℃，继续反应2h，即得丙烯酸酯链段改性氧化石墨烯。

所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法是：先将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、碳酸钙、铜镀银粉、铬黄，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂安息香甲醚、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

实施例2：

本发明改性氧化石墨烯聚合物复合材料的组分及质量百分含量如下：

环氧丙烯酸酯                          30；

聚氨酯丙烯酸酯                        15；

聚酯丙烯酸酯                          10；

丙烯酸丁酯                            5；

新戊二醇二丙烯酸酯                    15；

三乙二醇二丙烯酸酯                    5；

季戊四醇三丙烯酸酯                    4；

改性氧化石墨烯                        3；

立德粉                                3；

铜粉                                  4；

二苯甲酮                              2；

1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮                 2；

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦     2。

所述的改性氧化石墨烯的制备方法同实施例1。

所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法是：先将环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸丁酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、立德粉、铜粉，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂二苯甲酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

实施例3：

本发明改性氧化石墨烯聚合物复合材料的组分及质量百分含量如下：

聚氨酯丙烯酸酯                        45；

聚酯丙烯酸酯                          15；

丙烯酸羟丙酯                          4；

丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯            18；

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯                3；

改性氧化石墨烯                        3；

钛白粉                                3；

铝镀银粉                               2；

铁蓝                                  1；

二苯基乙二酮                          1；

2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮    2；

2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦      3。

所述的改性氧化石墨烯的制备方法同实施例1。

所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法是：先将聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸羟丙酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、钛白粉、铝镀银粉、铁蓝，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂二苯基乙二酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

本发明的改性氧化石墨烯聚合物复合材料具有以下特点：热解膨胀的氧化石墨烯在溶剂中超声分散，能有利于氧化石墨烯片层之间的分开，并在溶剂中接枝带双键的丙烯酸酯链段，改性后不需要进行干燥获得固态的改性氧化石墨烯，而是将溶液状态的改性氧化石墨烯与其它丙烯酸树脂、稀释剂、颜填料等复配，改性氧化石墨烯接枝的丙烯酸酯链段与其它丙烯酸酯有良好的相容性，能有助于氧化石墨烯材料在复合材料中的充分分散，较常见的固-固混合制备氧化石墨烯聚合物复合材料的方法有很大的优势，此外改性氧化石墨烯接枝的丙烯酸酯链段也能参与到后期的固化中，使氧化石墨烯材料与聚合物能形成一个有机的整体，也有助于体现氧化石墨烯在复合材料中的综合性能。

改性氧化石墨烯是在热解膨胀法制备氧化石墨烯的基础上，将氧化石墨烯分散于有机溶剂中，利用氧化石墨烯上的羟基、羧基等活性官能团接枝带双键的丙烯酸酯链段，将改性氧化石墨烯、丙烯酸树脂、活性稀释剂、填料、光引发剂等复配组成复合物，涂布后烘烤去除溶剂，然后在高压紫外汞灯照射下固化，从而获得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。本发明诉述的复合材料在液体下混合，而且氧化石墨烯经过丙烯酸酯链段的修饰改性，与其它树脂等具有良好的相容性，有利于氧化石墨烯在聚合物材料的均匀分散，混合均匀后再经过紫外光快速固化获得固态的改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          35～70；

活性稀释剂                            10～30；

改性氧化石墨烯                        1～10；

填 料                                 3～10；

颜 料                                 0～7；

光引发剂                              1～8。

2.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述的丙烯酸酯树脂包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯中的一种或几种的混合物。

3.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述活性稀释剂为单官能团稀释剂、双官能团稀释剂、三官能团稀释剂中一种或几种的混合物；所述的单官能团稀释剂为：丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸丁酯，丙烯酸甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N-乙烯吡烷酮；双官能团稀释剂为：邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯；三官能团稀释剂为：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯。

4.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后利用氧化石墨烯中的羟基、羧基能与异氰酸酯基团反应的特性，在其侧链接枝丙烯酸酯链段，制备带反应性官能团的改性氧化石墨烯。

5.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述的填料为碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锌、立德粉、滑石粉、钛白粉、锑白、硅灰石、二氧化硅、玻璃镀银粉、铝镀银粉、铜镀银粉、镍镀银粉、银粉、金粉、铜粉、铝粉、锌粉、铁粉、镍粉、石墨粉、炭黑中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述的颜料为铬黄、氧化铁黄、群青、铬绿、铁红、铁蓝、红丹、锌铬黄、酞菁蓝一种或几种混合物。

7.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于：所述的光引发剂由安息香及其衍生物、苯偶酰衍生物、二烷氧基苯乙酮、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、二苯酮或杂环芳酮类化合物：安息香甲醚、安息香乙醚、安息香正丁醚、二苯基乙二酮、二烷氧基苯乙酮、氯化苯乙酮、二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-羟基-4'-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6- 三甲基二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的改性氧化石墨烯聚合物复合材料，其特征在于，包括如下组分及其百分含量：

丙烯酸酯树脂                          50；

活性稀释剂                            25；

改性氧化石墨烯                        5；

填 料                                 8；

颜 料                                 5；

光引发剂                              7。

9.一种改性氧化石墨烯聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：先将丙烯酸酯树脂与活性稀释剂搅拌混合均匀，然后在搅拌的条件下依次加入改性氧化石墨烯、填料、颜料，用高速分散机高速研磨分散均匀，加入光引发剂低速搅拌均匀，真空脱泡，将获得的液体复合物涂布在基材上，经烘烤去除溶剂，再经过高压紫外汞灯固化即获得即得改性氧化石墨烯聚合物复合材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述的改性氧化石墨烯由如下方法制备：先将热解膨胀制备的氧化石墨烯通过超声设备分散于有机溶剂N、N-二甲基甲酰胺（DMF）中备用，然后利用氧化石墨烯中的羟基、羧基能与异氰酸酯基团反应的特性，在其侧链接枝丙烯酸酯链段，制备带反应性官能团的改性氧化石墨烯。