石墨烯改性剂、石墨烯增强复合体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及复合体材料，特别是设及一种石墨締改性剂、石墨締增强复合体材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 传统的金属/合金与塑料复合体制备技术，一般是通过在金属/合金结构件与塑 料制件设置固定结构来实现的，该就要求在金属/合金结构件上增加连接结构；但金属/合 金的加工效率低成本较高，且无法制作形状较复杂的结构，该极大地限制了金属/合金结 构件在电子产品、精密医疗器械、汽车车身部件中的实际应用。
[0003] 虽然已知可化围过纳米模内成型技术（即NMT技术）实现金属/合金与塑胶制备 复合体材料；然而，由于该方法所用的塑胶是添加了一定含量的玻璃纤维作为增强体，该种 塑胶和金属/合金通过NMT技术一体化后，在进行机械拉伸强度测试时，由于玻璃纤维增强 效果的有限性，普遍发生塑胶部分被拉断，而塑胶与金属/合金二者结合部位未被拉断的 问题，导致无法准确测定金属/合金与塑胶的真实结合强度。
[0004] 石墨締是继富勒締和碳纳米管之后出现的一种新型二维碳纳米材料，具有碳原子 紧密堆积成的二维蜂窝状结构和丰富的功能结构基团；石墨締具有优异的力学性能，其强 度要比最好的钢铁高100倍，将其用于制备高强度复合体材料具有广阔的市场应用前景。
[0005] 中国专利文献（CN104042868A)公开了一种类石墨締改性制备导热塑料的方法， 该方法通过化学酸化处理天然石墨，W插层剂对石墨进行插层处理，先后通过無压和模压 制备类石墨締，和塑料一起放入双螺杆造粒机中混合制备石墨締改性塑料；类石墨締具有 高比表面，有很强的吸附性，颗粒之间容易发生团聚，而上述方法制备的类石墨締的分散性 比较差，使用偶联剂也不易解决颗粒团聚的问题。
[0006] 中国专利文献（CN103540104A)公开了一种氧化石墨締增强己締基醋复合材料的 方法，但石墨締不易与塑胶主体之间进行均匀混合，所得到的的复合体材料其增强作用效 果有限。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种有效处理石墨締W改善其 在复合体材料中的性能的石墨締改性剂，同时提供一种石墨締增强复合体材料，还提供一 种可操作性好、生产成本经济、能耗低的石墨締复合体材料制备方法。
[000引为实现上述目的，本发明采用W下技术方案：
[0009] 一种石墨締改性剂，包括：
[0010] 有机溶剂1000份；
[0011]R取代苯甲酸醋30-220份，其中R为氯、漠、氯甲基或漠甲基；
[0012] 1，2-Y取代己烧和/或其有机衍生物20-155份，其中Y是哲基、氯、漠、氯甲基或漠 甲基。
[0013] 所述有机溶剂包含了離、二氯甲烧、己離、二硫化碳、苯中的一种或几种。
[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取代苯甲酸异丙醋、R取代苯甲酸了醋W及上述对应的有机衍生化合物的一种或几 种，其中R基团可W是苯环上的邻位、对位、间位。
[0015] 一种石墨締复合体材料制备方法，包括W下步骤：
[0016] a.将所述的石墨締改性剂与25-145份的石墨締的混合，将有机溶剂蒸出，得到石 墨締与剩余有机成分的混合物；
[0017] b.将所述石墨締与剩余有机成分的混合物与塑胶混合，通过注射成型与金属/合 金基材成型为一体。
[001引步骤a包括；将所述石墨締改性剂装入反应蓋中，同时加入所述石墨締，在 60-80°C水浴中加热，反应时间5-17min;再将温度调高W将有机溶剂蒸出，得到石墨締与 剩余有机成分的混合物。
[0019] 步骤b中，所述混合物与塑胶通过双螺杆造粒机进行混合造粒得到注塑原料，注 塑时模具温度控制在115-135°C。
[0020] 所述石墨締的表面保留有哲基、环氧基、駿基或幾基功能基团。
[0021] 所述金属/合金基材为侣合金、不诱钢、铜合金、铁合金或儀合金，
[0022] 所述塑胶是结晶型热塑性塑料，优选包含聚对苯二甲酸了二醇醋（PBT)、聚对苯二 甲酸己二醇醋（PET)树脂及其衍生物的一种或几种。
[0023] 一种石墨締增强复合体材料，是由所述的石墨締复合体材料制备方法制得。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 通过本发明的石墨締改性剂处理和制备得到的石墨締增强复合体材料，经测试， 塑胶与金属结合部位的结合强度高，塑胶部分在测试时不易发生断裂，利用该石墨締增强 复合体材料制作的产品，材料结合强度高，结构稳定可靠，不易出现松动的现象。而且，本发 明的石墨締改性剂和石墨締增强复合体材料的制备简单，成本经济。
【具体实施方式】
[0026] W下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的， 而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0027] 在一些实施例中，一种石墨締改性剂，其包括：
[002引有机溶剂1000份（本文均指重量份），可W包含了離、二氯甲烧、己離、二硫化碳、 苯中的一种或几种；
[0029] R取代苯甲酸醋巧为氯、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取代苯甲酸异丙醋、R取代苯 甲酸了醋W及W上对应的有机衍生化合物的一种或几种；其中R基团可W是邻位、对位、间 位；
[0030] 1，2-Y取代己烧和/或其有机衍生物20-155份，Y可W是哲基、氯、漠、氯甲基、漠 甲基其中的一种。
[0031] R取代苯甲酸醋和1，2-Y取代己烧分别具有醋基和活泼的Y基，该两个结构基团可 W与石墨締表面携带的功能基团进行亲核取代结合作用，生成稳定的有机化学键，有效分 散石墨締；R取代苯甲酸醋和1，2-Y取代己烧一方面与塑胶的单元结构部分相似，起到了很 好的"相似相溶"作用，另一方面也可W与塑胶的末端基团发生作用，形成稳定的化学键，有 效提高塑胶与石墨締的结合度，提高石墨締复合体材料的机械强度。
[0032] 在一些实施例中，一种石墨締复合体材料制备方法，包括W下步骤：
[0033] 首先，将上述配比的石墨締改性剂装入反应蓋中，在60-80°C例如65°C水浴中加 热，优选恒温；同时加入25-145份的石墨締，反应时间5-17min;再将温度调高，例如至 85°C，将有机溶剂蒸出，得到石墨締与剩余有机成分的混合物；
[0034] 将由上述工艺得到的石墨締与有机试剂混合物与塑胶通过双螺杆造粒机进行混 合造粒，再将所得到的的石墨締塑胶混合粒料与金属/合金基材表面进行注射成型而得到 金属/合金-石墨締增强复合体材料；该金属/合金基材表面是经过NMT技术处理的具有 纳米级微孔；注塑时模具温度控制在115-135°C之间。
[0035] 在一些实施例中，一种石墨締复合体材料，其由上述石墨締复合体材料制备方法 得到。
[0036] 上述实施例中，石墨締可W通过氧化还原石墨法制备得到，其表面可保留着一定 数量的哲基、环氧基、駿基、幾基等功能基团。金属/合金基材可通过机械加工后形成规 定形状的金属/合金基材，其可W是侣合金、不诱钢、铜合金、铁合金、儀合金等型号中的一 种。塑胶可W是结晶型热塑性塑料，其可W包括聚苯硫離树脂W及其衍生体系的一种，该树 脂优选W聚苯硫離树脂为主要成分。
[0037] 实施例一
[003引一种石墨締改性剂，包括；
[0039] 有机溶剂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] 1,2-二哲基己烧20份。
[0042] 一种石墨締复合体材料制备方法，包括W下步骤：
[0043] 首先，将上述配比的石墨締改性剂装入反应蓋中，在65°C水浴中恒温加热；同时， 加入85份的石墨締，反应时间lOmin;再将温度调至85°C，将有机溶剂蒸出，得到石墨締与 剩余有机成分的混合物；
[0044] 将由上述工艺得到的石墨締与有机试剂混合物与聚对苯二甲酸了二醇醋（PBT) 或聚对苯二甲酸己二醇醋（PET)通过双螺杆造粒机进行混合造粒，再将所得到的的石墨締 塑胶混合粒料与金属/合金基材表面进行注射成型而得到金属/合金-石墨締增强复合体 材料；该金属/合金基材表面是经过NMT技术处理的具有纳米级微孔；注塑时模具温度控 制在115°C左右。
[0045] 结合强度测试：对上述方法所得到的金属/合金-石墨締复合体材料用电子 万能材料试验机进行抗拉强度测试，该复合体材料塑胶与金属结合部位的抗拉强度达到 39. 5MPa，塑胶部分没有发生断裂。
[0046] 实施例二
[0047] 一种石墨締改性剂，包括：
[0048] 有机溶剂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] 1，2-二哲基己烧105份+1，2-二氯己烧50份。
[0051] 一种石墨締复合体材料制备方法，包括W下步骤：
[0052] 首先，将上述配比的石墨締改性剂装入反应蓋中，在65°C水浴中恒温加热；同时， 加入25份的石墨締，反应时间17min;再将温度调至85°C，将有机溶剂蒸出，得到石墨締与 剩余有机成分的混合物；
[0化3] 将由上述工艺得到的石墨締与有机试剂混合物与聚对苯