本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
石墨烯是2004年才被發(fā)現(xiàn)的一種新型二維平面碳納米材料?，特殊的單原子層結(jié)構(gòu)賦予其優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等性能。過去的幾年中，石墨烯已經(jīng)成為備受矚目的國際前沿和熱點(diǎn)。其中石墨烯復(fù)合材料的研究是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)之一。與碳納米管相比，石墨烯的導(dǎo)電性能和強(qiáng)度更高，且成本低廉，可加工性好，避免了碳納米管研究和應(yīng)用中難以逾越的手性控制、金屬型和半導(dǎo)體型分離以及催化劑雜質(zhì)等難題。因此，石墨烯有望代替碳納米管成為聚合物基碳納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料，但國內(nèi)外對石墨烯和硅橡膠復(fù)合材料體系的研究報(bào)道極少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提出一種石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案在于：
石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
（1）石墨烯的制備
稱取100~110 mg氧化石墨放入裝有80~100 mL蒸餾水的250 mL三口燒瓶中，超聲波振蕩1~2 h，加入1~1.5 g水合肼，100℃下攪拌、回流24 h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到石墨烯；
（2）石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備
將石墨烯加入到PDMS中，剪切分散，使PDMS和石墨烯充分混合；然后加入正硅酸乙酯，利用攪拌器在1200~1500 r／min的轉(zhuǎn)速下分散5 ~10min，再加入二丁基二月桂酸錫，在1500~1800 r／min的轉(zhuǎn)速下分散2~3 min，將混合好的膠料倒入聚四氟乙烯模具中，置于真空干燥箱中脫氣后取出；放置1周后將復(fù)合材料從模具中取出，真空干燥24 h，即制成石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料。
所述制備石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的過程中，其配方質(zhì)量份為：PDMS 100，石墨烯 0.5，正硅酸乙酯 5，二丁基二月桂酸錫 1。
所述的剪切分散采用高剪切分散乳化機(jī)剪切分散，分散時(shí)間為l ~1.2h。
所述的PDMS為α-w-羥基聚二甲基硅氧烷。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明采用水合肼對氧化石墨進(jìn)行還原，獲得層數(shù)較少的片層結(jié)構(gòu)石墨烯。采用高速剪切分散，將石墨烯分散到PDMS中，固化后得到石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料。復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯優(yōu)于純硅橡膠，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度達(dá)到0.35 MPa，扯斷伸長率為217％。
具體實(shí)施方式
石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
實(shí)施例1
（1）石墨烯的制備
稱取100 mg氧化石墨放入裝有80 mL蒸餾水的250 mL三口燒瓶中，超聲波振蕩1 h，加入1g水合肼，100℃下攪拌、回流24 h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到石墨烯；
（2）石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備
將石墨烯加入到PDMS中，剪切分散，使PDMS和石墨烯充分混合；然后加入正硅酸乙酯，利用攪拌器在12000 r／min的轉(zhuǎn)速下分散5 min，再加入二丁基二月桂酸錫，在1500r／min的轉(zhuǎn)速下分散2 min，將混合好的膠料倒入聚四氟乙烯模具中，置于真空干燥箱中脫氣后取出；放置1周后將復(fù)合材料從模具中取出，真空干燥24 h，即制成石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料。
其中，制備石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的過程中，其配方質(zhì)量份為：PDMS 100，石墨烯 0.5，正硅酸乙酯 5，二丁基二月桂酸錫 1。所述的剪切分散采用高剪切分散乳化機(jī)剪切分散，分散時(shí)間為l h。所述的PDMS為α-w-羥基聚二甲基硅氧烷。
實(shí)施例2
（1）石墨烯的制備
稱取110 mg氧化石墨放入裝有100 mL蒸餾水的250 mL三口燒瓶中，超聲波振蕩2 h，加入1.5 g水合肼，100℃下攪拌、回流24 h，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到石墨烯；
（2）石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的制備
將石墨烯加入到PDMS中，剪切分散，使PDMS和石墨烯充分混合；然后加入正硅酸乙酯，利用攪拌器在1500 r／min的轉(zhuǎn)速下分散10min，再加入二丁基二月桂酸錫，在1800 r／min的轉(zhuǎn)速下分散3 min，將混合好的膠料倒入聚四氟乙烯模具中，置于真空干燥箱中脫氣后取出；放置1周后將復(fù)合材料從模具中取出，真空干燥24 h，即制成石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料。
其中，所述制備石墨烯和室溫硫化硅橡膠復(fù)合材料的過程中，其配方質(zhì)量份為：PDMS 100，石墨烯 0.5，正硅酸乙酯 5，二丁基二月桂酸錫 1。所述的剪切分散采用高剪切分散乳化機(jī)剪切分散，分散時(shí)間為1.2h。所述的PDMS為α-w-羥基聚二甲基硅氧烷。