一种12-羟基硬脂酸结构改性氧化石墨烯材料的制备方法与流程

技术特征：

1.一种12-羟基硬脂酸结构改性氧化石墨烯材料的制备方法，采用两步法，其特征在于具体步骤如下：

（1）通过硅烷水解反应，用氨基硅烷改性氧化石墨烯，即将0.1~1wt%氧化石墨烯粉末加入到54.9~76wt%第一介质溶剂和0~11wt%蒸馏水中，分散均匀，再在100~10000转速搅拌下滴加溶于20~33wt%第一介质溶剂中的1~3wt%氨基硅烷，滴加完成后，升温至30-100℃，中速搅拌下反应5-100小时，反应产物分离后，清洗干净后干燥，得到氨基硅烷改性氧化石墨烯；

（2）对步骤（1）得到的氨基硅烷改性氧化石墨烯进行氨基酰胺化反应，即将0.5~0.8wt%的12-羟基硬脂酸结构衍生物加入到79.7~92wt%第二介质溶剂中分散，升温至80-110℃至完全溶解；将步骤（1）得到的0.05~0.08wt%氨基硅烷改性氧化石墨烯加入到7.45~19.1wt%第二介质溶剂中，加入催化剂0~0.32wt%，分散均匀后，滴加入溶解12-羟基硬脂酸结构衍生物的混合溶液中反应24-72小时，反应产物分离后清洗并干燥；或制成活化浆料：在溶剂或树脂中加入适量制得的改性氧化石墨烯，高速分散，温度40~55度条件下保持30~60分钟，再在中低速搅拌下冷却至室温。

2.一种12-羟基硬脂酸结构改性氧化石墨烯材料的制备方法，采用两步法，其特征在于具体步骤如下：

（1）通过氨基酰胺化反应，用12-羟基硬脂酸结构衍生物（氢化蓖麻油酸）

酰胺化氨基硅烷，即将0.45~1.6wt%氢化蓖麻油酸加入到46.7~72.2wt%第三介质溶剂中溶解，再将反应容器置于冰水浴条件，依次加入0.2~0.5wt%1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、0.3~0.8wt%1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、0.2~0.5wt%三乙胺,搅拌分散；再将0.5~1.6wt%氨基硅烷加入上述冰水浴反应液中，反应4~12小时，得到12-羟基硬脂酸酰胺硅烷；

（2）采用步骤（1）得到的12-羟基硬脂酸酰胺硅烷对氧化石墨烯进行表面改性，即将0.05~0.2wt%氧化石墨烯粉末加入26~48.3wt%第三介质溶剂中，分散均匀后，再滴加入步骤（1）反应的反应液中，室温下搅拌反应72~168小时：反应产物离心分离后清洗，清洗干净后，低温真空干燥：或制成活化浆料：在溶剂或树脂中加入适量制得的改性氧化石墨烯，高速分散，保温后再在中低速搅拌下冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述氧化石墨烯为单层、双层、少层或多层氧化石墨烯结构中的任意一种以上。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述氨基硅烷为具有反应活性的双功能团硅烷-伯氨基和可水解的硅烷基，具体为γ―氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基三甲氧基硅烷，n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷,n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基三乙氧基硅烷的任意一种以上。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述第一介质溶剂为乙醇、无水乙醇或含水乙醇的任意一种以上。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述12-羟基硬脂酸结构衍生物为12-羟基硬脂酸三甘油酯（氢化蓖麻油）、dl-12-羟基硬脂酸（氢化蓖麻油酸）或相应衍生物的任意一种以上。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述第二介质溶剂为二甲苯、正丁醇、三甲苯、甲苯或甲醇的任意一种以上。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述催化剂为甲醇钠或乙醇钠的任意一种以上。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述氧化石墨烯为单层、双层、少层或多层氧化石墨烯结构中的任意一种以上。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述第三介质溶剂为n，n-二甲基甲酰胺，纯度大于等于99.7%。

技术总结
本发明涉及一种12‑羟基硬脂酸结构改性氧化石墨烯材料的制备方法，本发明采用氨基硅烷进行架桥：一端，氨基硅烷中的硅烷与氧化石墨烯上的羟基键水解反应进行连接；另一端，氨基硅烷中的氨基与12‑羟基硬脂酸三甘油酯（氢化蓖麻油）分子链段进行连接，从而实现将12‑羟基硬脂酸结构分子片段原位接枝于氧化石墨烯表面，利用其氢键网络作用提高纳米氧化石墨烯片层的抗团聚性能。可以先进行硅烷水解再进行氨基酰胺化，也可以先进行氨基酰胺化再进行硅烷水解。本发明高分散性，可均匀分散于多种溶剂和树脂体系中；有机分子链的接入增强了氧化石墨烯片层与有机树脂或介质的兼容性，减少了体系中有机无机分相离。

技术研发人员：刘强;游波;任卫东
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2021.04.06
技术公布日：2021.08.17