CN106589461A - 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法 - Google Patents

异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106589461A
CN106589461A CN201611195761.2A CN201611195761A CN106589461A CN 106589461 A CN106589461 A CN 106589461A CN 201611195761 A CN201611195761 A CN 201611195761A CN 106589461 A CN106589461 A CN 106589461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene oxide
composite material
isocyanuric acid
glycidyl ester
mass parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611195761.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106589461B (zh
Inventor
理莎莎
刘茜
方长青
刘乃亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201611195761.2A priority Critical patent/CN106589461B/zh
Publication of CN106589461A publication Critical patent/CN106589461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106589461B publication Critical patent/CN106589461B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，将异氰尿酸三缩水甘油酯和乳酸混合反应，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；将氧化石墨烯加入N‑N二甲基甲酰胺或乙腈中，超声处理得到分散液；将分散液和改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液混合，反应，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。本发明中氧化石墨烯表面具有大量的含氧官能团，能与经过改性的有机分子异氰尿酸三缩水甘油酯发生亲核反应，因此得到了经过功能化的具有有机链的氧化石墨烯，因此在有机溶剂中分散性较好，能改善其在树脂基复合材料中的分散。

Description

异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于纳米材料表面整饰工艺技术领域，具体涉及一种异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法。
背景技术
氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，它是石墨烯的氧化物，经由强酸氧化而得，其上含氧官能团增多，表面存在共价键结合的大量羟基、羧基等含氧官能团，可为各类化学反应提供反应位点，与石墨烯相比较其润湿性和表面活性更好，能被小分子或聚合物插层后剥离，可以通过表面修饰将其转换为光、电活性材料，还可与其他功能性纳米材料复合，得到性能优异的复合型功能纳米材料。目前氧化石墨烯最广泛的应用是与高分子材料复合，但氧化石墨烯在大多有机溶剂中分散性很差甚至不能溶解，因此若将有机物接枝在氧化石墨烯上，利用相似相容原理，就能增强氧化石墨烯在有机溶剂中的分散性，进而避免互相团聚。
发明内容
本发明的目的是提供一种异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，该方法得到的复合材料可以稳定分散于丙酮，乙醇等有机溶剂中。
本发明所采用的技术方案是，异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将1～6质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和2～9质量份乳酸混合反应，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤2，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺或乙腈中，超声处理得到分散液；
步骤3，将步骤2得到的分散液和步骤1得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液混合，反应，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。
本发明的特点还在于，
步骤1中反应温度为110℃～120℃，反应时间为6～9h，反应在干燥氮气保护下进行。
步骤2中氧化石墨烯的制备过程为：按质量份分别称取天然鳞片石墨1～3质量份、浓硫酸20～50质量份，高锰酸钾2～4质量份、去离子水100～300质量份、双氧水5～20质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌15～60min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应1.5～6h；再撤掉冰浴温度控制在30～40℃，反应20～60min，加入去离子水，反应10～40min，再加入双氧水，反应10～40min，离心洗涤，得到氧化石墨烯。
步骤2中超声频率为40KHz，处理时间为5～20min。
步骤3中分散液为0.1～3质量份，改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液为1～4质量份。
步骤3中反应温度为60℃～90℃，时间为1.5～15h。
本发明的有益效果是，本发明异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料以天然鳞片石墨为原材料，通过氧化插层、离心洗涤等步骤制得氧化石墨烯；接着通过化学开环处理异氰尿酸三缩水甘油酯得到具有活泼羟基的有机分子，再将氧化石墨烯与有机分子连接在一起，得到本复合材料。该生产工艺稳定，操作简单，质量可靠，适合工业化大规模生产。
本发明中氧化石墨烯表面具有大量的含氧官能团，能与经过改性的有机分子异氰尿酸三缩水甘油酯发生亲核反应，因此得到了经过功能化的具有有机链的氧化石墨烯，因此在有机溶剂中分散性较好，能改善其在树脂基复合材料中的分散。
附图说明
图1是本发明制备的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料宏观下标尺为2μm透射电子显微镜图；
图2是本发明制备的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料微观下标尺为200nm透射电子显微镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，按质量份分别称取天然鳞片石墨1～3质量份、浓硫酸20～50质量份，高锰酸钾2～4质量份、去离子水100～300质量份、双氧水5～20质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌15～60min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应1.5～6h；再撤掉冰浴温度控制在30～40℃，反应20～60min，加入去离子水，反应10～40min，再加入双氧水，反应10～40min，离心洗涤，得到氧化石墨烯；
步骤2，将1～6质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和2～9质量份乳酸混合，在干燥氮气保护、110℃～120℃下反应6～9h，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤3，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺或乙腈中，40KHz下超声处理5～20min，得到分散液；
步骤4，将步骤3得到的分散液0.1～3质量份和步骤2得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液1～4质量份混合，60℃～90℃下反应1.5～15h，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。
由图1可以看出，在本发明制备得到的异氰尿酸三缩水甘油酯-氧化石墨烯复合材料上，异氰尿酸三缩水甘油酯有机分子致密地分布在氧化石墨烯表面，表明异氰尿酸三缩水甘油酯分子与氧化石墨烯表面的活泼官能团经过反应成功接枝在一起。图2中，由于活泼基团和异氰尿酸三缩水甘油酯之间价键的影响，在链接部位氧化石墨烯会产生一些皱褶。
实施例1
步骤1，按质量份分别称取天然鳞片石墨1质量份、浓硫酸20质量份，高锰酸钾3质量份、去离子水200质量份、双氧水20质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌15min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应3h；再撤掉冰浴温度控制在30℃，反应20min，加入去离子水，反应25min，再加入双氧水，反应10min，离心洗涤，得到氧化石墨烯；
步骤2，将1质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和5质量份乳酸混合，在干燥氮气保护、110℃下反应6h，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤3，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺或乙腈中，40KHz下超声处理5min，得到分散液；
步骤4，将步骤3得到的分散液0.1质量份和步骤2得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液1质量份混合，60℃下反应1.5h，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。
实施例2
步骤1，按质量份分别称取天然鳞片石墨2质量份、浓硫酸35质量份，高锰酸钾4质量份、去离子水300质量份、双氧水5质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌40min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应1.5h；再撤掉冰浴温度控制在35℃，反应40min，加入去离子水，反应10min，再加入双氧水，反应25min，离心洗涤，得到氧化石墨烯；
步骤2，将4质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和9质量份乳酸混合，在干燥氮气保护、115℃下反应7.5h，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤3，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺或乙腈中，40KHz下超声处理12min，得到分散液；
步骤4，将步骤3得到的分散液1.5质量份和步骤2得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液1.5质量份混合，75℃下反应9h，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。
实施例3
步骤1，按质量份分别称取天然鳞片石墨3质量份、浓硫酸50质量份，高锰酸钾2质量份、去离子水100质量份、双氧水12质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌60min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应6h；再撤掉冰浴温度控制在40℃，反应60min，加入去离子水，反应40min，再加入双氧水，反应40min，离心洗涤，得到氧化石墨烯；
步骤2，将6质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和2质量份乳酸混合，在干燥氮气保护、120℃下反应9h，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤3，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺或乙腈中，40KHz下超声处理20min，得到分散液；
步骤4，将步骤3得到的分散液3质量份和步骤2得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液4质量份混合，90℃下反应15h，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。

Claims (6)

1.异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将1～6质量份异氰尿酸三缩水甘油酯和2～9质量份乳酸混合反应，得到改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液；
步骤2，将氧化石墨烯加入N-N二甲基甲酰胺中，超声处理得到分散液；
步骤3，将步骤2得到的分散液和步骤1得到的改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液混合，反应，得到异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中反应温度为110℃～120℃，反应时间为6～9h，反应在干燥氮气保护下进行。
3.根据权利要求1所述的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中氧化石墨烯的制备过程为：按质量份分别称取天然鳞片石墨1～3质量份、浓硫酸20～50质量份，高锰酸钾2～4质量份、去离子水100～300质量份、双氧水5～20质量份；将天然鳞片石墨和浓硫酸混合，充分搅拌15～60min，20℃以下冰浴下加入高锰酸钾进行反应1.5～6h；再撤掉冰浴温度控制在30～40℃，反应20～60min，加入去离子水，反应10～40min，再加入双氧水，反应10～40min，离心洗涤，得到氧化石墨烯。
4.根据权利要求1或3所述的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中超声频率为40KHz，处理时间为5～20min。
5.根据权利要求1所述的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中分散液为0.1～3质量份，改性的异氰尿酸三缩水甘油酯溶液为1～4质量份。
6.根据权利要求1或5所述的异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中反应温度为60℃～90℃，时间为1.5～15h。
CN201611195761.2A 2016-12-22 2016-12-22 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法 Expired - Fee Related CN106589461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611195761.2A CN106589461B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611195761.2A CN106589461B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106589461A true CN106589461A (zh) 2017-04-26
CN106589461B CN106589461B (zh) 2018-11-27

Family

ID=58602427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611195761.2A Expired - Fee Related CN106589461B (zh) 2016-12-22 2016-12-22 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106589461B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109251363A (zh) * 2018-07-18 2019-01-22 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 一种抗紫外石墨烯新材料及其制备方法
CN110395724A (zh) * 2019-08-20 2019-11-01 中国航发北京航空材料研究院 一种功能化石墨烯及其制备方法
CN111825627A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 清远高新华园科技协同创新研究院有限公司 一种高固体份羟基树脂的制备方法
CN115572384A (zh) * 2021-06-21 2023-01-06 万华化学（宁波）容威聚氨酯有限公司 一种聚酯醚多元醇及制备方法、一种聚氨酯硬泡及制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102352030A (zh) * 2011-07-25 2012-02-15 浙江大学 超支化聚缩水甘油醚接枝石墨烯纳米复合材料及制备方法
CN103086367A (zh) * 2013-01-16 2013-05-08 天津工业大学 一种聚乳酸功能化石墨烯的制备方法
CN103613788A (zh) * 2013-11-25 2014-03-05 桂林理工大学 一种塑料增韧分散剂的制备方法及其应用
CN103788323A (zh) * 2014-01-07 2014-05-14 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种氧化石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法
CN105636724A (zh) * 2013-03-15 2016-06-01 阿达玛材料公司 低聚体接枝纳米填料和先进复合材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102352030A (zh) * 2011-07-25 2012-02-15 浙江大学 超支化聚缩水甘油醚接枝石墨烯纳米复合材料及制备方法
CN103086367A (zh) * 2013-01-16 2013-05-08 天津工业大学 一种聚乳酸功能化石墨烯的制备方法
CN105636724A (zh) * 2013-03-15 2016-06-01 阿达玛材料公司 低聚体接枝纳米填料和先进复合材料
CN103613788A (zh) * 2013-11-25 2014-03-05 桂林理工大学 一种塑料增韧分散剂的制备方法及其应用
CN103788323A (zh) * 2014-01-07 2014-05-14 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种氧化石墨烯/水性聚氨酯纳米复合材料的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109251363A (zh) * 2018-07-18 2019-01-22 桐城市明丽碳化硼制品有限公司 一种抗紫外石墨烯新材料及其制备方法
CN110395724A (zh) * 2019-08-20 2019-11-01 中国航发北京航空材料研究院 一种功能化石墨烯及其制备方法
CN111825627A (zh) * 2020-07-28 2020-10-27 清远高新华园科技协同创新研究院有限公司 一种高固体份羟基树脂的制备方法
CN111825627B (zh) * 2020-07-28 2023-04-25 清远高新华园科技协同创新研究院有限公司 一种高固体份羟基树脂的制备方法
CN115572384A (zh) * 2021-06-21 2023-01-06 万华化学（宁波）容威聚氨酯有限公司 一种聚酯醚多元醇及制备方法、一种聚氨酯硬泡及制备方法和应用
CN115572384B (zh) * 2021-06-21 2024-08-16 万华化学（宁波）容威聚氨酯有限公司 一种聚酯醚多元醇及制备方法、一种聚氨酯硬泡及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN106589461B (zh) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106589461A (zh) 异氰尿酸三缩水甘油酯/氧化石墨烯复合材料的制备方法
CN104495935B (zh) 一种二硫化钼纳米片层的剥离制备方法
Liu et al. Enhanced interfacial strength of carbon fiber/PEEK composites using a facile approach via PEI&ZIF-67 synergistic modification
CN102153976B (zh) 一种石墨烯/纳米银环氧导电胶的制备方法
CN103627139B (zh) 一种功能化氧化石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备方法
CN102382319B (zh) 一种碳纳米管接枝玻璃纤维多尺度增强体增强聚酰亚胺复合材料的制备方法
CN107915853A (zh) 一种纳米纤维素/石墨烯复合柔性薄膜及其制备方法与应用
CN101942043A (zh) 一种环氧化天然橡胶的制备方法
CN106744900A (zh) 一种高分散性石墨烯的制备方法
CN102181155B (zh) 聚四氟乙烯及功能化碳纤维改性聚酰亚胺树脂复合材料的制备方法
CN111592737B (zh) 一种碳基增强体/树脂复合材料的制备方法
CN102181153B (zh) 碳纳米管及功能化碳纤维增强聚酰亚胺复合材料的制备方法
CN108837714A (zh) 一种聚多巴胺/二氧化锰复合膜及其制备方法
CN102142558A (zh) 一种石墨烯和MoS2类石墨烯与无定形碳复合材料及制备方法
CN111154144A (zh) 一种氧化石墨烯增强碳纤维材料的制备方法
CN102120866A (zh) 石墨及功能化碳纤维改性环氧树脂复合材料的制备方法
CN103408895A (zh) 一种石墨烯环氧树脂复合材料的制备方法
CN101966449A (zh) 一种多壁碳纳米管负载二氧化钛催化剂的制备方法
CN102382320B (zh) 一种碳纳米管接枝玻璃纤维多尺度增强体增强环氧树脂复合材料的制备方法
CN110130102A (zh) 一种纳米碳纤维表面修饰方法
CN107754828A (zh) 一种具有三元复合结构的光催化剂及其制备方法
CN105906723A (zh) 一种柠檬酸改性羧基化纳晶纤维素的制备方法
CN102604147A (zh) 一种基于聚吡咯与氧化石墨烯的海绵结构材料的制备方法
CN106450362A (zh) 一种钒电池电极组件
CN106384833A (zh) 一种改性碳纤维毡与石墨集流体构成的钒电池电极组件

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181127

Termination date: 20211222

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee