本发明涉及石墨烯材料，尤其涉及一种导热石墨烯材料的制备方法。
背景技术：
石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时，如h+和oh-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。因此，可以利用石墨来推测石墨烯的性质。例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上，每个碳原子多加上一个氢原子，从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。
溶解性：在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性。熔点：科学家在2015年的研究中表示约4125k，有其他研究表明熔点可能在5000k左右。其他性质：可以吸附和脱附各种原子和分子。
石墨烷（graphane）：可通过石墨烯与氢气反应得到，是一种饱和的碳氢化合物，具有分子式（ch）n，其中所有的碳是sp3杂化并形成六角网络结构，氢原子以交替形式从石墨烯平面的两端与碳成键，石墨烷表现出半导体性质，具有直接带隙。
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，最终镜片形状的单层的碳原子会长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的相互作用，而第二层后就几乎与钌完全分离，只剩下弱电耦合。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。
氮掺杂石墨烯或氮化碳（carbonnitride）：在石墨烯晶格中引入氮原子后变成氮掺杂的石墨烯，生成的氮掺杂石墨烯表现出较纯石墨烯更多优异的性能，呈无序、透明、褶皱的薄纱状，部分薄片层叠在一起，形成多层结构，显示出较高的比电容和良好的循环寿命。
生物相容性：羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。石墨烯呈薄纱状与碳纳米管的管状相比，更适合于生物材料方面的研究。并且石墨烯的边缘与碳纳米管相比，更长，更易于被掺杂以及化学改性，更易于接受功能团。
氧化性：可与活泼金属反应。还原性：可在空气中或是被氧化性酸氧化，通过该方法可以将石墨烯裁成小碎片。石墨烯氧化物是通过石墨氧化得到的层状材料，经加热或在水中超声剥离过程很容易形成分离的石墨烯氧化物片层结构。加成反应：利用石墨烯上的双键，可以通过加成反应，加入需要的基团。
当入射光的强度超过某一临界值时，石墨烯对其的吸收会达到饱和。这些特性可以使得石墨烯可以用来做被动锁模激光器。这种独特的吸收可能成为饱和时输入光强超过一个阈值，这称为饱和影响，石墨烯可饱和容易下可见强有力的激励近红外地区，由于环球光学吸收和零带隙。由于这种特殊性质，石墨烯具有广泛应用在超快光子学。石墨烯/氧化石墨烯层的光学响应可以调谐电。更密集的激光照明下，石墨烯可能拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。
技术实现要素：
本发明提供一种导热石墨烯材料的制备方法，解决现有石墨烯材料成本高昂、压缩永久变形差、断裂伸长率低和硬度低等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种导热石墨烯材料的制备方法，步骤为：
第一步：按照组份的质量份数配比称取石墨100份、碳纤维30-50份、钛酸四丁酯2-6份、氨基硫化酯3-7份、醋酸乙烯酯10-20份、羧甲基纤维素1-5份、acr3-17份、碱式碳酸铝5-25份、氧化锡3.5-5.5份、硅灰石粉5-9份、pbt4-8份、硬脂酸铅1-5份、abs20-40份、交联剂ad4-8份、交联剂1-5份；
第二步：将石墨、碱式碳酸铝和pbt投入研磨机中研磨20-40min，过100-200目筛后投入烘箱中干燥20-30min，再与碳纤维、钛酸四丁酯、氨基硫化酯和羧甲基纤维素一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至50-70℃，搅拌20-60min，搅拌速度400-600r/min；
第三步：加入acr、硅灰石粉、硬脂酸铅和abs，升温至80-100℃，恒温反应40-60min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；
第四步：再加入剩余原料，150-350℃下混合75-95min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，煅烧后静置冷却即得。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、碳纤维30份、钛酸四丁酯2份、氨基硫化酯3份、醋酸乙烯酯10份、羧甲基纤维素1份、acr3份、碱式碳酸铝5份、氧化锡3.5份、硅灰石粉5份、pbt4份、硬脂酸铅1份、abs20份、交联剂ad4份、交联剂1份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、碳纤维50份、钛酸四丁酯6份、氨基硫化酯7份、醋酸乙烯酯20份、羧甲基纤维素5份、acr17份、碱式碳酸铝25份、氧化锡5.5份、硅灰石粉9份、pbt8份、硬脂酸铅5份、abs40份、交联剂ad8份、交联剂5份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、碳纤维40份、钛酸四丁酯4份、氨基硫化酯5份、醋酸乙烯酯15份、羧甲基纤维素3份、acr10份、碱式碳酸铝15份、氧化锡4.5份、硅灰石粉7份、pbt6份、硬脂酸铅3份、abs30份、交联剂ad6份、交联剂3份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述交联剂采用交联剂ad。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第二步中的烘箱烘干温度为60-100℃。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中的混合速度为800-1000r/min。
作为本发明的一种优选技术方案：所述第四步中的煅烧条件为先升温至550-650℃，保温2-4h，再升温至700-950℃，煅烧1-3h。
本发明所述一种导热石墨烯材料的制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、原料来源广泛，成本低廉，导热性能优异，邵氏硬度100-120；2、各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达600-800%，拉伸强度180-220mpa；3、压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好，热稳定性好；4、维卡软化点130-150℃，冲击强度高，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度130-170j/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
实施例1：
第一步：按质量份数配比称取：石墨100份、碳纤维30份、钛酸四丁酯2份、氨基硫化酯3份、醋酸乙烯酯10份、羧甲基纤维素1份、acr3份、碱式碳酸铝5份、氧化锡3.5份、硅灰石粉5份、pbt4份、硬脂酸铅1份、abs20份、交联剂ad4份、交联剂ad1份。
第二步：将石墨、碱式碳酸铝和pbt投入研磨机中研磨20min，过100目筛后投入烘箱中干燥20min，烘箱烘干温度为60℃，再与碳纤维、钛酸四丁酯、氨基硫化酯和羧甲基纤维素一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至50℃，搅拌20min，搅拌速度400r/min。
第三步：加入acr、硅灰石粉、硬脂酸铅和abs，升温至80℃，恒温反应40min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；
第四步：再加入剩余原料，150℃下混合75min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，混合速度为800r/min，煅烧条件为先升温至550℃，保温2h，再升温至700℃，煅烧1h，煅烧后静置冷却即得。
原料来源广泛，成本低廉，导热性能优异，邵氏硬度100；各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达600%，拉伸强度180mpa；压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好，热稳定性好；维卡软化点130℃，冲击强度高，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度130j/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。
实施例2：
第一步：按质量份数配比称取：石墨100份、碳纤维50份、钛酸四丁酯6份、氨基硫化酯7份、醋酸乙烯酯20份、羧甲基纤维素5份、acr17份、碱式碳酸铝25份、氧化锡5.5份、硅灰石粉9份、pbt8份、硬脂酸铅5份、abs40份、交联剂ad8份、交联剂ad5份。
第二步：将石墨、碱式碳酸铝和pbt投入研磨机中研磨40min，过200目筛后投入烘箱中干燥30min，烘箱烘干温度为100℃，再与碳纤维、钛酸四丁酯、氨基硫化酯和羧甲基纤维素一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至70℃，搅拌60min，搅拌速度600r/min。
第三步：加入acr、硅灰石粉、硬脂酸铅和abs，升温至100℃，恒温反应60min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；
第四步：再加入剩余原料，350℃下混合95min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，混合速度为1000r/min，煅烧条件为先升温至650℃，保温4h，再升温至950℃，煅烧3h，煅烧后静置冷却即得。
原料来源广泛，成本低廉，导热性能优异，邵氏硬度110；各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达700%，拉伸强度200mpa；压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好，热稳定性好；维卡软化点140℃，冲击强度高，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度150j/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。
实施例3：
第一步：按质量份数配比称取：石墨100份、碳纤维40份、钛酸四丁酯4份、氨基硫化酯5份、醋酸乙烯酯15份、羧甲基纤维素3份、acr10份、碱式碳酸铝15份、氧化锡4.5份、硅灰石粉7份、pbt6份、硬脂酸铅3份、abs30份、交联剂ad6份、交联剂ad3份。
第二步：将石墨、碱式碳酸铝和pbt投入研磨机中研磨30min，过150目筛后投入烘箱中干燥25min，烘箱烘干温度为80℃，再与碳纤维、钛酸四丁酯、氨基硫化酯和羧甲基纤维素一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至60℃，搅拌20-60min，搅拌速度500r/min。
第三步：加入acr、硅灰石粉、硬脂酸铅和abs，升温至90℃，恒温反应50min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；
第四步：再加入剩余原料，250℃下混合85min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，混合速度为900r/min，煅烧条件为先升温至600℃，保温3h，再升温至850℃，煅烧2h，煅烧后静置冷却即得。
原料来源广泛，成本低廉，导热性能优异，邵氏硬度120；各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达800%，拉伸强度220mpa；压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好，热稳定性好；维卡软化点150℃，冲击强度高，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度170j/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。
以上是对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。