本发明涉及一种改性石墨烯复合材料，具体是一种壳聚糖改性石墨烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
壳聚糖（chitosan），又名聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-b-d葡萄糖，是由甲壳素脱n-乙酰基而得到的一种天然高分子，具有优异的生物官能性和相容性，微生物降解性等优良性能，使得壳聚糖及其复合材料在生物、医药、化工和食品等领域都有广泛的应用。
石墨烯是一种新型的二维纳米碳材料，具有优异的电性能、机械性能和热性能等，因此，将其作为纳米填料组分加入聚合物中，可以有效改善聚合物的电、机械和热等性能。因此，这种方法将成为聚合物基纳米复合材料领域的研究热点和重点。然而，石墨烯的表面呈惰性状态，与其他介质之间的相互作用弱，且石墨烯片层之间具有较强的范德华力，导致其亲水、亲油性都很差，这使得它在壳聚糖基体中的分散性差且容易团聚，因而不能很好地与聚合物基体复合，这大大限制了石墨烯-壳聚糖复合材料的进一步研究和应用范围。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种壳聚糖改性石墨烯复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖20-35份、石墨烯40-65份、双环戊二烯15-22份、硅酸钙5-11份、高岭土6-13份、氯化亚铁5-10份、含氟丙烯酸酯10-15份、甲苯二异氰酸酯10-17份、三聚氰胺6-15份、二氧化硅6-12份、苯丙乳液10-20份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的组分：壳聚糖24-32份、石墨烯45-60份、双环戊二烯17-20份、硅酸钙8-10份、高岭土8-12份、氯化亚铁7-9份、含氟丙烯酸酯12-14份、甲苯二异氰酸酯12-15份、三聚氰胺8-13份、二氧化硅8-10份、苯丙乳液12-18份。
作为本发明进一步的方案：包括以下重量份数的组分：壳聚糖28份、石墨烯55份、双环戊二烯18份、硅酸钙9份、高岭土10份、氯化亚铁8份、含氟丙烯酸酯13份、甲苯二异氰酸酯13份、三聚氰胺11份、二氧化硅9份、苯丙乳液16份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入60-100份水，搅拌均匀，调节ph至6-8，然后在80-90℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1-2h；
（3）在65-70℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应2-4h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在85-90℃下搅拌反应1-2h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在65-80℃下搅拌反应1-2h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在40-70℃下搅拌混合10-20min；
（5）将上步所得物置于60-75℃下烘干，即得。
作为本发明进一步的方案：步骤（2）中，加入85份水，搅拌均匀，调节ph至7。
作为本发明进一步的方案：步骤（2）中，在86℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1.4h。
作为本发明进一步的方案：步骤（3）在68℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应3h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在88℃下搅拌反应1.4h。
作为本发明进一步的方案：步骤（4）中，将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在70℃下搅拌反应1.3h。
作为本发明进一步的方案：步骤（4）中，加入硅酸钙和二氧化硅，在60℃下搅拌混合13min。
作为本发明进一步的方案：步骤（5）将上步所得物置于65℃下烘干，即得。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的壳聚糖改性石墨烯复合材料通过壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液制备而成，通过原料复配发挥协同作用，有利于提高和改善石墨烯在壳聚糖中的分散性，增强界面结合力；具有优异的生物官能性和相容性等优良性能，材料来源广泛，成膜性好，有利于加工制备；本发明的制备工艺简单，易于操作和控制。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖20份、石墨烯40份、双环戊二烯15份、硅酸钙5份、高岭土6份、氯化亚铁5份、含氟丙烯酸酯10份、甲苯二异氰酸酯10份、三聚氰胺6份、二氧化硅6份、苯丙乳液10份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入60份水，搅拌均匀，调节ph至6，然后在80℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1h；
（3）在65℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应2h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在85℃下搅拌反应1h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在65℃下搅拌反应1h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在40℃下搅拌混合10min；
（5）将上步所得物置于60℃下烘干，即得。
实施例2
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖35份、石墨烯65份、双环戊二烯22份、硅酸钙11份、高岭土13份、氯化亚铁10份、含氟丙烯酸酯15份、甲苯二异氰酸酯17份、三聚氰胺15份、二氧化硅12份、苯丙乳液20份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入100份水，搅拌均匀，调节ph至8，然后在90℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合2h；
（3）在70℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应4h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在90℃下搅拌反应2h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在80℃下搅拌反应2h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在70℃下搅拌混合20min；
（5）将上步所得物置于75℃下烘干，即得。
实施例3
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖28份、石墨烯55份、双环戊二烯18份、硅酸钙9份、高岭土10份、氯化亚铁8份、含氟丙烯酸酯13份、甲苯二异氰酸酯13份、三聚氰胺11份、二氧化硅9份、苯丙乳液16份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入85份水，搅拌均匀，调节ph至7，然后在86℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1.4h；
（3）在68℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应3h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在88℃下搅拌反应1.4h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在70℃下搅拌反应1.3h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在60℃下搅拌混合13min；
（5）将上步所得物置于65℃下烘干，即得。
实施例4
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖24份、石墨烯45份、双环戊二烯17份、硅酸钙8份、高岭土8份、氯化亚铁7份、含氟丙烯酸酯12份、甲苯二异氰酸酯12份、三聚氰胺8份、二氧化硅8份、苯丙乳液12份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入70份水，搅拌均匀，调节ph至6.5，然后在83℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1.1h；
（3）在66℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应2.4h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在87℃下搅拌反应1.2h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在67℃下搅拌反应1.2h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在45℃下搅拌混合12min；
（5）将上步所得物置于62℃下烘干，即得。
实施例5
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料，包括以下重量份数的组分：壳聚糖32份、石墨烯60份、双环戊二烯20份、硅酸钙10份、高岭土12份、氯化亚铁9份、含氟丙烯酸酯14份、甲苯二异氰酸酯15份、三聚氰胺13份、二氧化硅10份、苯丙乳液18份。
一种壳聚糖改性石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配方称取壳聚糖、石墨烯、双环戊二烯、硅酸钙、高岭土、氯化亚铁、含氟丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、三聚氰胺、二氧化硅和苯丙乳液，备用；
（2）将高岭土、壳聚糖与石墨烯混合，加入95份水，搅拌均匀，调节ph至7.8，然后在88℃的加热搅拌条件下加入氯化亚铁，搅拌混合1.8h；
（3）在69℃的加热搅拌条件下，将双环戊二烯、甲苯二异氰酸酯和三聚氰胺混合反应3.5h，然后加入含氟丙烯酸酯和苯丙乳液，在89℃下搅拌反应1.7h；
（4）将步骤（2）所得物与步骤（3）所得物混合，在74℃下搅拌反应1.7h；然后加入硅酸钙和二氧化硅，在65℃下搅拌混合16min；
（5）将上步所得物置于70℃下烘干，即得。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。