复合材料的组成和性能
[0095]最后所应说明的是：W上实施例仅用W说明而非限制本发明的技术方案，尽管参 照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可W对 本发明进行修改或等同替换。如对填料的类别，尺寸等的改变，而不脱离本发明实质范围的 任何修改或局部替换，均应覆盖在本发明的范围之内。
【主权项】
1. 一种聚苯乙稀树脂基复合材料，其特征在于:所述复合材料由聚苯乙稀树脂、填料和 弹性体组成，其中所述填料是硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯，所述弹性体是POE-g-MAH;以重量百分比计，复合材料中聚苯乙烯树脂为68~94.75%，娃烷偶联剂功能化改性氧 化石墨烯为0.25~2%，P0E-g-MAH为5~30%;优选以重量百分比计，所述复合材料中聚苯 乙烯树脂为84%~84.75%，硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为0.25~1 %，POE-g-MAH为 15%〇2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：以重量百分比计，所述复合材料中聚 苯乙烯树脂为84.25%，硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯为0.75%，P0E-g-MAH为15%。3. 根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化 石墨稀的硅烷偶联剂为3-氣丙基二乙氧基硅烷。4. 根据权利要求3所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为PAS-G0，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： (1) 取氧化石墨烯，在水中超声； (2) 取3-氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入水中； (3) 将步骤（1)制备的溶液加入步骤(2)制备的溶液中，搅拌，过滤，Cl-C5的有机醇溶剂 洗涤后，干燥。5. 根据权利要求3所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为ΑΤ-GO，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： (1) 取氧化石墨烯，在甲苯中超声； (2) 取3-氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加到步骤（1)溶液中，回流，升温，过滤，甲苯洗涤， 干燥。6. 根据权利要求3所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为AS-G0，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： (1)取氧化石墨烯，在水中超声； (1)取3-氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入步骤（1)溶液中，搅拌，过滤，C1-C5的有机醇溶 剂洗涤后，干燥。7. 根据权利要求4所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为PAS-G0，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： 在干燥的烧杯中加入115mL 98%的的浓硫酸，用冰水浴冷却至4°C以下，在激烈搅拌下 加入5g的天然石墨粉(NGP)和2.5g NaN03的混合物，然后再缓慢加入15g的KMn〇4,并将反应 体系的温度控制在20°C以下（15°C以上），继续搅拌反应5min后将体系温度升至35 ± 3°C，恒 温搅拌30min后在激烈搅拌下加入230mL的去离子水，并将反应体系温度控制在98°C左右， 保持15min后加入355mL的去离子水进行高温水解，最后加入30mL的H 2〇2中和未反应的强氧 化剂，趁热抽滤并用用稀盐酸和去离子水充分洗涤，在真空干燥箱中干燥，得到氧化石墨 稀;取氧化石墨稀，在去离子水中室温超声2h，得到lmg/mL氧化石墨稀水溶液； 取lmL 3-氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入去离子水中，在45°C下反应2h，得到PAS的水 溶液，再加入预先已超声2h的lmg/mL氧化石墨烯水溶液，在室温下不断搅拌反应4h后，抽滤 并用无水乙醇充分洗涤。产物放入60 °C的真空干燥箱干燥24h，得到PAS-G0。8. 根据权利要求5所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为AT-GO，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： 在干燥的烧杯中加入115mL 98%的的浓硫酸，用冰水浴冷却至4°C以下，在激烈搅拌下 加入5g的天然石墨粉(NGP)和2.5g NaN03的混合物，然后再缓慢加入15g的KMn〇4,并将反应 体系的温度控制在20°C以下（15°C以上），继续搅拌反应5min后将体系温度升至35 ± 3°C，恒 温搅拌30min后在激烈搅拌下加入230mL的去离子水，并将反应体系温度控制在98°C左右， 保持15min后加入355mL的去离子水进行高温水解，最后加入30mL的H 2〇2中和未反应的强氧 化剂，趁热抽滤并用用稀盐酸和去离子水充分洗涤，在真空干燥箱中干燥，得到氧化石墨 稀； 取氧化石墨烯，在甲苯中室温下超声2h，得到lmg/mL氧化石墨烯甲苯溶液，再取lmL的 APTES逐滴加到不断搅拌的三口烧瓶中，在30°C下回流反应3h，再升温100°C反应3h，反应完 全后抽滤，用甲苯(洗三次)洗去剩余的APTES，放入60 °C的真空干燥箱干燥24h，得到ΑΤ-GO。9. 根据权利要求6所述复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂功能化改性氧化石墨烯 为AS-G0，该硅烷偶联剂功能化改性的氧化石墨烯由以下方法制备得到： 在干燥的烧杯中加入115mL 98%的的浓硫酸，用冰水浴冷却至4°C以下，在激烈搅拌下 加入5g的天然石墨粉(NGP)和2.5g NaN03的混合物，然后再缓慢加入15g的KMn〇4,并将反应 体系的温度控制在20°C以下（15°C以上），继续搅拌反应5min后将体系温度升至35 ± 3°C，恒 温搅拌30min后在激烈搅拌下加入230mL的去离子水，并将反应体系温度控制在98°C左右， 保持15min后加入355mL的去离子水进行高温水解，最后加入30mL的H 2〇2中和未反应的强氧 化剂，趁热抽滤并用用稀盐酸和去离子水充分洗涤，在真空干燥箱中干燥，得到氧化石墨 稀;取氧化石墨稀，在去离子水中室温超声2h，得到lmg/mL氧化石墨稀水溶液； 取lmL 3-氨丙基三乙氧基硅烷，逐滴加入至已预先超声2h的lmg/mL的氧化石墨稀水溶 液中，在室温下不断搅拌反应4h后，抽滤并用无水乙醇多次充分洗涤。放入60°C的真空干燥 箱干燥24h，得到AS-G0。10. -种权利要求1-9任一项所述复合材料的制备方法，其特征在于所述复合材料由恪 融共混法制备，优选为，以重量百分比计取聚苯乙烯树脂为84%~84.75%，硅烷偶联剂功 能化改性氧化石墨烯为〇.25~1 %，P0E-g-MAH为15% ;将所述填料、弹性体与聚苯乙烯树脂 颗粒混合均匀后，在混炼机上熔融共混制备不同填料含量的聚苯乙烯树脂基复合材料。熔 融共混温度为180~200°C，共混时间为5~20min，转子转速为10~50r/min。所得复合材料 在平板硫化机上热压成型获得复合材料板材，热压温度为180~200°C，热压压力为10~ 20MPa，热压保压时间为5~lOmin。
【专利摘要】本发明提供了一种聚苯乙烯树脂基复合材料及其制备方法，属于材料领域。该聚苯乙烯树脂基复合材料由聚苯乙烯树脂为基体，以硅烷偶联剂功能化改性的石墨烯片为填料，以弹性体POE-g-MAH为增韧剂，经熔融共混法制得。聚苯乙烯树脂基复合材料的弹性强度、拉伸强度及弹性模量较聚苯乙烯树脂显著提高。
【IPC分类】C08L51/06, C08K9/06, C08L25/06, C08K3/04
【公开号】CN105585789
【申请号】CN201510976351
【发明人】卞军, 蔺海兰, 周强, 肖文强, 周醒, 王正君
【申请人】西华大学
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月22日