一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密胺樹脂材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是由單層碳原子緊密堆積成的具有二維平面蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的碳質(zhì)材料，其獨特的納米結(jié)構(gòu)決定其具有一系列優(yōu)異的性能，理論比表面積高達(dá)2600 Hf/g ;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5000W/(m.K)，為金剛石的5倍，強(qiáng)度是已知材料中最高的，達(dá)130GPa，是鋼的100多倍，目前，石墨稀被認(rèn)為在功能性復(fù)合材料、納米器件、儲能材料以及催化劑載體等方面有著廣泛的應(yīng)用空間。
[0003]利用石墨稀的優(yōu)異性能，制備石墨稀/聚合物復(fù)合材料，首先要解決石墨稀在聚合物中穩(wěn)定分散的問題，氧化石墨烯表面帶有許多含氧官能團(tuán)，盡管氧化作用一定程度破壞了石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)，但是這些官能團(tuán)能與聚合物形成強(qiáng)烈的相互作用，從而改善復(fù)合材料的性能。制備氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料的方法主要有溶液共混法、熔融共混法、原位聚合插層法。
[0004]密胺樹脂即三聚氰胺一甲醛樹脂，是一種應(yīng)用廣泛的熱固性塑料。通過使用氧化石墨烯進(jìn)行聚合改性，可以改善樹脂的熱穩(wěn)定性，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性。但是單一的氧化石墨烯對樹脂的性能改進(jìn)有限，還需要進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)樹脂的性能，可以通過改善工藝和成分來改善樹脂的性能；例如需要提高強(qiáng)度、耐水能力、熱穩(wěn)定性、耐磨性、硬度、對化學(xué)藥物的抵抗能力、韌性差易破裂、儲存期短等性能，使得該樹脂更廣泛的用于家具、車輛、建筑等方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂，該樹脂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性和介電性能好。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂，其特征在于由下列重量份的原料制成:鈦酸鋇
0.7-0.9、三聚氰胺20-25、37%甲醛水溶液40-45、氧化石墨烯1.8-2.1、甲基丙烯酸三氟乙酯0.7-0.9、聚丙烯腈0.7-0.9、二甲基甲酰胺適量、聚氧化乙烯0.2-0.3、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、叔丁基過氧化氫0.3-0.5、檸檬酸適量、堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95適量、乙醇適量。
[0007]所述的高介電性氧化石墨烯密胺樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，配制成4wt%的溶液；將聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，配制成4wt%的溶液，再將上述兩種溶液混合均勻，加入鈦酸鋇、氧化石墨烯，攪拌均勻，再加入甲基丙烯酸三氟乙酯、叔丁基過氧化氫，加熱至60-70°C，攪拌反應(yīng)1-2個小時，過濾，將濾餅用乙醇清洗2-3次，得到改性的氧化石墨稀。
[0008](2)將三聚氰胺、37%甲醛水溶液混合，加熱至70_75°C，攪拌直到全部溶解，再加入第(I)步得到的改性的氧化石墨烯，攪拌10-20分鐘，加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95，調(diào)節(jié)pH值為8-9，反應(yīng)3-4小時，得到含氧化石墨稀的密胺樹脂預(yù)聚體；
(3)將預(yù)聚體置于30°C真空烘箱中，除去水后用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為5-6，50°C烘箱中固化8-9小時成型，得到氧化石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料。
[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明樹脂添加了氧化石墨烯，使得樹脂導(dǎo)熱系數(shù)較未添加氧化石墨烯的樹脂提高了42%，使得密胺樹脂結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性有很大的提高；通過添加鈦酸鋇，提高了樹脂的介電性能；本發(fā)明生產(chǎn)工藝能夠提高氧化石墨烯的分散均勻性，提高了結(jié)合強(qiáng)度，提高了密胺樹脂的韌性和抗彎性能。
【具體實施方式】
[0010]一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂，由下列重量份(公斤)的原料制成:鈦酸鋇
0.8、三聚氰胺23、37%甲醛水溶液43、氧化石墨烯2、甲基丙烯酸三氟乙酯0.7-0.9、聚丙烯腈0.8、二甲基甲酰胺適量、聚氧化乙烯0.2、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、叔丁基過氧化氫0.4、檸檬酸適量、堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95適量、乙醇適量。
[0011]所述的高介電性氧化石墨烯密胺樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于:
(I)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，配制成4wt%的溶液；將聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，配制成4wt%的溶液，再將上述兩種溶液混合均勻，加入鈦酸鋇、氧化石墨烯，攪拌均勻，再加入甲基丙烯酸三氟乙酯、叔丁基過氧化氫，加熱至65°C，攪拌反應(yīng)1.5個小時，過濾，將濾餅用乙醇清洗2次，得到改性的氧化石墨烯。
[0012](2)將三聚氰胺、37%甲醛水溶液混合，加熱至73°C，攪拌直到全部溶解，再加入第
(I)步得到的改性的氧化石墨稀，攪拌15分鐘，加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95，調(diào)節(jié)pH值為8.6，反應(yīng)3.5小時，得到含氧化石墨烯的密胺樹脂預(yù)聚體；
(3)將預(yù)聚體置于30°C真空烘箱中，除去水后用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為6，在50°C烘箱中固化8.6小時成型，得到氧化石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料。
[0013]實驗數(shù)據(jù):
該實施例的聚丙烯經(jīng)擠出成型，經(jīng)測試，導(dǎo)熱系數(shù)為0.49W/(m.K),彎曲強(qiáng)度102MPa、吸水率< 0.1%。
【主權(quán)項】
1.一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂，其特征在于由下列重量份的原料制成:鈦酸鋇0.7-0.9、三聚氰胺20-25、37%甲醛水溶液40-45、氧化石墨烯1.8-2.1、甲基丙烯酸三氟乙酯0.7-0.9、聚丙烯腈0.7-0.9、二甲基甲酰胺適量、聚氧化乙烯0.2-0.3、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、叔丁基過氧化氫0.3-0.5、檸檬酸適量、堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95適量、乙醇適量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高介電性氧化石墨烯密胺樹脂的生產(chǎn)方法，其特征在于: (1)將聚丙烯腈溶于二甲基甲酰胺中，配制成4被％的溶液；將聚氧化乙烯溶于二甲基甲酰胺/ 二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑，配制成4wt%的溶液，再將上述兩種溶液混合均勻，加入鈦酸鋇、氧化石墨烯，攪拌均勻，再加入甲基丙烯酸三氟乙酯、叔丁基過氧化氫，加熱至60-70°C，攪拌反應(yīng)1-2個小時，過濾，將濾餅用乙醇清洗2-3次，得到改性的氧化石墨烯; (2)將三聚氰胺、37%甲醛水溶液混合，加熱至70-75°C，攪拌直到全部溶解，再加入第(I)步得到的改性的氧化石墨稀，攪拌10-20分鐘，加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95，調(diào)節(jié)pH值為8-9，反應(yīng)3-4小時，得到含氧化石墨烯的密胺樹脂預(yù)聚體； (3)將預(yù)聚體置于30°C真空烘箱中，除去水后用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為5-6，50°C烘箱中固化8-9小時成型，得到氧化石墨烯/密胺樹脂復(fù)合材料。
【專利摘要】一種高介電性氧化石墨烯密胺樹脂，由下列重量份的原料制成：鈦酸鋇0.7-0.9、三聚氰胺20-25、37%甲醛水溶液40-45、氧化石墨烯1.8-2.1、甲基丙烯酸三氟乙酯0.7-0.9、聚丙烯腈0.7-0.9、二甲基甲酰胺適量、聚氧化乙烯0.2-0.3、二甲基甲酰胺/二氯甲烷體積比為1:1復(fù)合溶劑適量、叔丁基過氧化氫0.3-0.5、檸檬酸適量、堿性pH值調(diào)節(jié)劑AMP-95適量、乙醇適量。本發(fā)明樹脂添加了氧化石墨烯，使得樹脂導(dǎo)熱系數(shù)較未添加氧化石墨烯的樹脂提高了42%，使得密胺樹脂結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性有很大的提高；通過添加鈦酸鋇，提高了樹脂的介電性能。
【IPC分類】C08G12/38, C08L61/28, C08F292/00, C08K9/00, C08K3/04
【公開號】CN104910583
【申請?zhí)枴緾N201510220741
【發(fā)明人】張慶
【申請人】蕪湖市寶藝游樂科技設(shè)備有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月4日