The invention relates to a method for preparing a nitrogen doped graphene / PTFE composite material, graphene film after acid treatment after preparation of nitrogen doped graphene precursor; or, graphene oxide after amino acid chemical reaction preparation of nitrogen doped graphene, the preparation of nitrogen doped graphene or precursor nitrogen doped graphene in a and PTFE powder and additives are mixed uniformly, the material weight proportion: nitrogen doped graphene precursor or nitrogen doped graphene: PTFE: agent =1:100~200:10~25, composition and weight ratio of additives: carbon fiber copper: glass fiber: cuprous chloride: silane coupling agent: nano oxide zinc: silicon carbide =5~12:10~40:3~7:2~4:1:3~9:1~5; and then after molding, and nitrogen doped graphene / PTFE Composites by sintering temperature. The utility model has the advantages of high temperature resistance and better friction and wear property.
【技术实现步骤摘要】
一种氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯因其具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑、不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力以及极低的摩擦系数等性能是现在工业应用中最重要的高分子材料。但是,因其材料本身性能决定其耐磨性能较差,且在较高温度和连续载荷下易变形的特点,在实际的工业应用中通常选择一些添加剂进行性能改性以达到优异的综合性能。石墨烯是一种近年来最热门的研究材料之一,其具有SP2杂化蜂窝碳结构,单层石墨烯的厚度是0.334nm,为目前已知最薄的一种材料。石墨烯具有超大的比表面积可达约2600m2/g,如此大的比表面积有利于石墨烯和基体材料更好的结合,同时其片层结构能更好促使石墨烯和基体材料形成交叉网络结构。石墨烯具有很好的力学性能和机械性能,在2008年Lee等人(LeeC.,etal.Measurementoftheelasticpropertiesandintrinsicstrengthofmonolayergraphene.Science,2008,321(5887):385-388.)利用原子力显微镜探针测量了单层石墨烯薄膜的断裂强度和杨氏弹性模量结果分别是130±10GPa和1.0±0.1TPa,强度极限(抗拉强度)达到42±4Nm−1。此外,Lee等人(LeeC.,etal.Elasticandfrictionalpropertiesofgraphene.PhysicaStatusSolidiB-BasicSolidStatePhysics,200 ...
【技术保护点】
一种氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下制备步骤:(a)、制备氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯,其中:将石墨烯片经过强酸处理后,制备氮掺杂石墨烯前驱体;将氧化石墨烯经过氨基酸化学反应,制备氮掺杂石墨烯;(b)、制备氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料:选用步骤(a)制备的氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯中的一种和PTFE粉末及助剂进行均匀混合,材料的重量配比为:氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯:PTFE:助剂=1:100~200:10~25,所述助剂的成分及重量比为:碳纤维:铜粉:玻璃纤维:氯化亚铜:硅烷偶联剂:纳米氧化锌粉:碳化硅=5~12:10~40:3~7:2~4:1:3~9:1~5;然后再经过模压,并通过控温烧结得到氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下制备步骤:(a)、制备氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯,其中:将石墨烯片经过强酸处理后,制备氮掺杂石墨烯前驱体;将氧化石墨烯经过氨基酸化学反应,制备氮掺杂石墨烯;(b)、制备氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料:选用步骤(a)制备的氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯中的一种和PTFE粉末及助剂进行均匀混合,材料的重量配比为:氮掺杂石墨烯前驱体或氮掺杂石墨烯:PTFE:助剂=1:100~200:10~25,所述助剂的成分及重量比为:碳纤维:铜粉:玻璃纤维:氯化亚铜:硅烷偶联剂:纳米氧化锌粉:碳化硅=5~12:10~40:3~7:2~4:1:3~9:1~5;然后再经过模压,并通过控温烧结得到氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料。2.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征在于:所述石墨烯片是通过再膨胀法制备的或市售产品,所述石墨烯片的片层是1~10个碳原子层厚度,该片层的大小为5~30μm。3.根据权利要求1所述的氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征在于:所述氧化石墨烯是采用修饰的Hummer法制备的氧化石墨烯。4.根据权利要求2所述的氮掺杂石墨烯/聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征在于:所述制备氮掺杂石墨烯前驱体为:将再膨胀法制备的石墨烯片采用浓硝酸在温度120℃~160...
【专利技术属性】
技术研发人员:张世钦,吕树申,张锦芳,符远翔,李晓彬,林瑞波,陈晓芬,莫冬传,
申请(专利权)人:巨轮智能装备股份有限公司,中山大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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