石墨烯改性劑、石墨烯增強復合體材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及復合體材料，特別是設及一種石墨締改性劑、石墨締增強復合體材料 及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的金屬/合金與塑料復合體制備技術，一般是通過在金屬/合金結構件與塑 料制件設置固定結構來實現的，該就要求在金屬/合金結構件上增加連接結構；但金屬/合 金的加工效率低成本較高，且無法制作形狀較復雜的結構，該極大地限制了金屬/合金結 構件在電子產品、精密醫(yī)療器械、汽車車身部件中的實際應用。
[0003] 雖然已知可化圍過納米模內成型技術（即NMT技術）實現金屬/合金與塑膠制備 復合體材料；然而，由于該方法所用的塑膠是添加了一定含量的玻璃纖維作為增強體，該種 塑膠和金屬/合金通過NMT技術一體化后，在進行機械拉伸強度測試時，由于玻璃纖維增強 效果的有限性，普遍發(fā)生塑膠部分被拉斷，而塑膠與金屬/合金二者結合部位未被拉斷的 問題，導致無法準確測定金屬/合金與塑膠的真實結合強度。
[0004] 石墨締是繼富勒締和碳納米管之后出現的一種新型二維碳納米材料，具有碳原子 緊密堆積成的二維蜂窩狀結構和豐富的功能結構基團；石墨締具有優(yōu)異的力學性能，其強 度要比最好的鋼鐵高100倍，將其用于制備高強度復合體材料具有廣闊的市場應用前景。
[0005] 中國專利文獻（CN104042868A)公開了一種類石墨締改性制備導熱塑料的方法， 該方法通過化學酸化處理天然石墨，W插層劑對石墨進行插層處理，先后通過無壓和模壓 制備類石墨締，和塑料一起放入雙螺桿造粒機中混合制備石墨締改性塑料；類石墨締具有 高比表面，有很強的吸附性，顆粒之間容易發(fā)生團聚，而上述方法制備的類石墨締的分散性 比較差，使用偶聯劑也不易解決顆粒團聚的問題。
[0006] 中國專利文獻（CN103540104A)公開了一種氧化石墨締增強己締基醋復合材料的 方法，但石墨締不易與塑膠主體之間進行均勻混合，所得到的的復合體材料其增強作用效 果有限。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的主要目的在于針對現有技術的不足，提供一種有效處理石墨締W改善其 在復合體材料中的性能的石墨締改性劑，同時提供一種石墨締增強復合體材料，還提供一 種可操作性好、生產成本經濟、能耗低的石墨締復合體材料制備方法。
[000引為實現上述目的，本發(fā)明采用W下技術方案：
[0009] 一種石墨締改性劑，包括：
[0010] 有機溶劑1000份；
[0011]R取代苯甲酸醋30-220份，其中R為氯、漠、氯甲基或漠甲基；
[0012] 1，2-Y取代己燒和/或其有機衍生物20-155份，其中Y是哲基、氯、漠、氯甲基或漠 甲基。
[0013] 所述有機溶劑包含了離、二氯甲燒、己離、二硫化碳、苯中的一種或幾種。
[0014] 所述R取代苯甲酸醋包含R取代苯甲酸甲醋、R取代苯甲酸己醋、R取代苯甲酸正 丙醋、R取代苯甲酸異丙醋、R取代苯甲酸了醋W及上述對應的有機衍生化合物的一種或幾 種，其中R基團可W是苯環(huán)上的鄰位、對位、間位。
[0015] 一種石墨締復合體材料制備方法，包括W下步驟：
[0016] a.將所述的石墨締改性劑與25-145份的石墨締的混合，將有機溶劑蒸出，得到石 墨締與剩余有機成分的混合物；
[0017] b.將所述石墨締與剩余有機成分的混合物與塑膠混合，通過注射成型與金屬/合 金基材成型為一體。
[001引步驟a包括；將所述石墨締改性劑裝入反應蓋中，同時加入所述石墨締，在 60-80°C水浴中加熱，反應時間5-17min;再將溫度調高W將有機溶劑蒸出，得到石墨締與 剩余有機成分的混合物。
[0019] 步驟b中，所述混合物與塑膠通過雙螺桿造粒機進行混合造粒得到注塑原料，注 塑時模具溫度控制在115-135°C。
[0020] 所述石墨締的表面保留有哲基、環(huán)氧基、駿基或幾基功能基團。
[0021] 所述金屬/合金基材為侶合金、不誘鋼、銅合金、鐵合金或儀合金，
[0022] 所述塑膠是結晶型熱塑性塑料，優(yōu)選包含聚對苯二甲酸了二醇醋（PBT)、聚對苯二 甲酸己二醇醋（PET)樹脂及其衍生物的一種或幾種。
[0023] 一種石墨締增強復合體材料，是由所述的石墨締復合體材料制備方法制得。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] 通過本發(fā)明的石墨締改性劑處理和制備得到的石墨締增強復合體材料，經測試， 塑膠與金屬結合部位的結合強度高，塑膠部分在測試時不易發(fā)生斷裂，利用該石墨締增強 復合體材料制作的產品，材料結合強度高，結構穩(wěn)定可靠，不易出現松動的現象。而且，本發(fā) 明的石墨締改性劑和石墨締增強復合體材料的制備簡單，成本經濟。
【具體實施方式】
[0026] W下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0027] 在一些實施例中，一種石墨締改性劑，其包括：
[002引有機溶劑1000份（本文均指重量份），可W包含了離、二氯甲燒、己離、二硫化碳、 苯中的一種或幾種；
[0029] R取代苯甲酸醋巧為氯、漠、氯甲基、漠甲基）30-220份，R取代苯甲酸醋可W包含 R取代苯甲酸甲醋、R取代苯甲酸己醋、R取代苯甲酸正丙醋、R取代苯甲酸異丙醋、R取代苯 甲酸了醋W及W上對應的有機衍生化合物的一種或幾種；其中R基團可W是鄰位、對位、間 位；
[0030] 1，2-Y取代己燒和/或其有機衍生物20-155份，Y可W是哲基、氯、漠、氯甲基、漠 甲基其中的一種。
[0031] R取代苯甲酸醋和1，2-Y取代己燒分別具有醋基和活潑的Y基，該兩個結構基團可 W與石墨締表面攜帶的功能基團進行親核取代結合作用，生成穩(wěn)定的有機化學鍵，有效分 散石墨締；R取代苯甲酸醋和1，2-Y取代己燒一方面與塑膠的單元結構部分相似，起到了很 好的"相似相溶"作用，另一方面也可W與塑膠的末端基團發(fā)生作用，形成穩(wěn)定的化學鍵，有 效提高塑膠與石墨締的結合度，提高石墨締復合體材料的機械強度。
[0032] 在一些實施例中，一種石墨締復合體材料制備方法，包括W下步驟：
[0033] 首先，將上述配比的石墨締改性劑裝入反應蓋中，在60-80°C例如65°C水浴中加 熱，優(yōu)選恒溫；同時加入25-145份的石墨締，反應時間5-17min;再將溫度調高，例如至 85°C，將有機溶劑蒸出，得到石墨締與剩余有機成分的混合物；
[0034] 將由上述工藝得到的石墨締與有機試劑混合物與塑膠通過雙螺桿造粒機進行混 合造粒，再將所得到的的石墨締塑膠混合粒料與金屬/合金基材表面進行注射成型而得到 金屬/合金-石墨締增強復合體材料；該金屬/合金基材表面是經過NMT技術處理的具有 納米級微孔；注塑時模具溫度控制在115-135°C之間。
[0035] 在一些實施例中，一種石墨締復合體材料，其由上述石墨締復合體材料制備方法 得到。
[0036] 上述實施例中，石墨締可W通過氧化還原石墨法制備得到，其表面可保留著一定 數量的哲基、環(huán)氧基、駿基、幾基等功能基團。金屬/合金基材可通過機械加工后形成規(guī) 定形狀的金屬/合金基材，其可W是侶合金、不誘鋼、銅合金、鐵合金、儀合金等型號中的一 種。塑膠可W是結晶型熱塑性塑料，其可W包括聚苯硫離樹脂W及其衍生體系的一種，該樹 脂優(yōu)選W聚苯硫離樹脂為主要成分。
[0037] 實施例一
[003引一種石墨締改性劑，包括；
[0039] 有機溶劑1000份，其中了離450份，己離550份；
[0040] 氯代苯甲酸甲醋100份+氯代苯甲酸己醋120份；
[0041] 1,2-二哲基己燒20份。
[0042] 一種石墨締復合體材料制備方法，包括W下步驟：
[0043] 首先，將上述配比的石墨締改性劑裝入反應蓋中，在65°C水浴中恒溫加熱；同時， 加入85份的石墨締，反應時間lOmin;再將溫度調至85°C，將有機溶劑蒸出，得到石墨締與 剩余有機成分的混合物；
[0044] 將由上述工藝得到的石墨締與有機試劑混合物與聚對苯二甲酸了二醇醋（PBT) 或聚對苯二甲酸己二醇醋（PET)通過雙螺桿造粒機進行混合造粒，再將所得到的的石墨締 塑膠混合粒料與金屬/合金基材表面進行注射成型而得到金屬/合金-石墨締增強復合體 材料；該金屬/合金基材表面是經過NMT技術處理的具有納米級微孔；注塑時模具溫度控 制在115°C左右。
[0045] 結合強度測試：對上述方法所得到的金屬/合金-石墨締復合體材料用電子 萬能材料試驗機進行抗拉強度測試，該復合體材料塑膠與金屬結合部位的抗拉強度達到 39. 5MPa，塑膠部分沒有發(fā)生斷裂。
[0046] 實施例二
[0047] 一種石墨締改性劑，包括：
[0048] 有機溶劑1000份，其中了離350份，甲己離650份；
[0049] 氯代苯甲酸正丙醋30份；
[0化0] 1，2-二哲基己燒105份+1，2-二氯己燒50份。
[0051] 一種石墨締復合體材料制備方法，包括W下步驟：
[0052] 首先，將上述配比的石墨締改性劑裝入反應蓋中，在65°C水浴中恒溫加熱；同時， 加入25份的石墨締，反應時間17min;再將溫度調至85°C，將有機溶劑蒸出，得到石墨締與 剩余有機成分的混合物；
[0化3] 將由上述工藝得到的石墨締與有機試劑混合物與聚對苯