權(quán)利要求書： 1.基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：該片層材料由質(zhì)量比為1：（3?6）的水滑石與氧化石墨烯復(fù)合而成，呈表面層狀清晰的片層堆疊狀結(jié)構(gòu)，其粒徑大小為

2 ?1

10?20μm，平均比表面積為1800mg ；

該基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：步驟一、硅烷化水滑石的合成

（1）按照摩爾比為（1?3）：1的比例，分別取可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂螅频萌芤篈，備用；

（2）取堿性化合物溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.1 0.5mol/L的溶液B，備用；

~

（3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（2）制得的溶液B滴加至步驟（1）制得的溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至9 10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配溶液升溫至70 90℃進(jìn)~ ~

行反應(yīng)5 8h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

~

（4）采用混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，直至反應(yīng)產(chǎn)物呈中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至60 80℃進(jìn)行攪拌2?3h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步~

驟（1）中可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽的總質(zhì)量為（0.05?0.1）：1的比例，向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫至80 90℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10~ ~

12h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成a按照質(zhì)量比為（5?8）：1的比例，分別稱取氧化石墨烯和脫水劑加入到極性有機(jī)溶劑中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，備用?br>
b按照硅烷化水滑石與步驟a中氧化石墨烯的質(zhì)量比為（1?2）：5的比例，稱取步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至80 90℃進(jìn)行接枝反應(yīng)8 10h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，并采用混合溶劑對下~ ~

層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟（1）中，所述的可溶性鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂和硝酸鎂中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟（1）中，所述的可溶性鋁鹽為氯化鋁、硝酸鋁和硫酸鋁中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟（2）中，所述的堿性化合物為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟（4）和步驟b中，所述的混合溶劑由質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配組成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟（4）中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH?550、KH?560、KH?570、KH?792和DL?602中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟a中，所采用的氧化石墨烯為3 5層，粒徑不大于10μm。

~

8.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟a中，所述的脫水劑為分子篩、濃硫酸和二環(huán)己基碳二酰亞胺中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其特征在于：在步驟a中，所述的極性有機(jī)溶劑為正丁醇、二甲苯、丙酮、N,N?二甲基甲酰胺、N,N?二甲基乙酰胺、N?甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的至少一種。

說明書： 基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及納米材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料及其制備方法。

背景技術(shù)[0002] 隨著國際海事組織（IMO）制訂的各種限制船舶廢物排放的國際公約（AFS公約、PSPC公約等）密集出臺，我國也頒布法令，明確將苯、甲苯等類型的OC納入征稅范圍，綠色

造船技術(shù)日益成為造船業(yè)競爭力的關(guān)鍵。目前，我國綠色造船技術(shù)面臨的主要問題為如何

提高資源利用效率、安全環(huán)保和減少環(huán)境危害。而重防腐涂料作為目前船舶用量大、技術(shù)難

度較高的功能涂料，在基于傳統(tǒng)原材料的涂料發(fā)展模式下產(chǎn)品升級換代均遇到諸如OC含

量高、性能單一等技術(shù)瓶頸。

[0003] 石墨烯作為一種無污染、無排放的新型二維片層碳材料，其特殊的層狀結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、大的比表面積和出色的熱穩(wěn)定性，應(yīng)用極少的量就可以層錯排列起到

有效的阻擋和物理屏蔽作用，延緩?fù)繉邮軣岙a(chǎn)生的變形和流動，在減少有機(jī)溶劑用量的同

時顯著提高涂層在高溫、高濕、高鹽下的綜合性能。因此，開展石墨烯綠色船舶涂層材料體

系研發(fā)與應(yīng)用技術(shù)研究，可解決當(dāng)下綠色造船存在的問題，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的關(guān)鍵技術(shù)，突破

涂層多功能化技術(shù)需求，為提高功能涂料對船舶與海洋工程裝備的防護(hù)奠定扎實的技術(shù)基

礎(chǔ)。但氧化石墨烯分子結(jié)構(gòu)表面的羥基和邊緣的羧基易參與多種活化反應(yīng)，不經(jīng)修飾的氧

化石墨烯存在親水性強(qiáng)、親油性差的特點，故不利于其在船舶重防腐領(lǐng)域的應(yīng)用。

[0004] 水滑石（LDH），又稱為層狀雙金屬氫氧化物，是一種陰離子型二維層狀化合物。水滑石的二維層狀結(jié)構(gòu)在防腐涂料中具有廣泛應(yīng)用。當(dāng)腐蝕介質(zhì)通過涂層中的微孔和裂紋接

觸基材的過程中，水滑石的存在可發(fā)揮屏蔽作用，使腐蝕介質(zhì)的滲透路徑更復(fù)雜，延緩腐蝕

的發(fā)生。但水滑石自身的分散性較差，在涂料體系中易團(tuán)聚，因此，限制了其防腐性能的發(fā)

揮。

[0005] 中國專利CN112850690A公開了一種石墨烯負(fù)載的雙過度金屬硫化物復(fù)合材料，以石墨烯、鉬酸銨、硝酸鈷、硝酸鋁和氫氧化鈉為原料，獲得了一種石墨烯負(fù)載的插層鈷鋁

水滑石。該發(fā)明所采用的是鈷鋁水滑石和石墨烯進(jìn)行復(fù)合，改性方法為物理負(fù)載，但直接物

理負(fù)載后，水滑石與石墨烯相互接觸，兩者之間的片層間距減小，應(yīng)用于腐蝕防護(hù)領(lǐng)域時無

法充分協(xié)同發(fā)揮二者的片層屏蔽特性，造成其使用效果較差。

發(fā)明內(nèi)容[0006] 本發(fā)明的技術(shù)目的為：采用水滑石和氧化石墨烯為原料，利用納米材料間的協(xié)同作用，制備一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，其通過硅烷偶聯(lián)劑將水滑石和

氧化石墨烯進(jìn)行了有效地接枝復(fù)合，減弱了氫鍵的形成，并有效擴(kuò)大了水滑石和氧化石墨

烯之間的層間距離，不僅有利于成品片層材料在功能涂料體系中的相容性和分散性，納米

二維層狀結(jié)構(gòu)的水滑石與氧化石墨烯還能夠有效疊加，起到協(xié)同的屏蔽式防腐功用，以進(jìn)

一步增強(qiáng)涂層的防腐性能和使用壽命。

[0007] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是：基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，該片層材料由質(zhì)量比為1：（3?6）的水滑石與氧化石墨烯復(fù)合而成，呈表面層

2 ?1

狀清晰的片層堆疊狀結(jié)構(gòu)，其粒徑大小為10?20μm，平均比表面積為1800mg 。

[0008] 一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：[0009] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0010] （1）按照摩爾比為（1?3）：1的比例，分別取可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，制得溶液A，備用；

[0011] （2）取堿性化合物溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.1 0.5mol/L的溶液B，備~

用；

[0012] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（2）制得的溶液B滴加至步驟（1）制得的溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至9 10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配溶液升溫至70 90

~ ~

℃進(jìn)行反應(yīng)5 8h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

~

[0013] （4）采用混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，直至反應(yīng)產(chǎn)物呈中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)

氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至60 80℃進(jìn)行攪拌2?3h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑

~

與步驟（1）中可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽的總質(zhì)量為（0.05?0.1）：1的比例，向其中滴加硅烷

偶聯(lián)劑，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫至80 90℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10

~

12h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，之后，經(jīng)100℃以下

~

充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

[0014] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0015] a按照質(zhì)量比為（5?8）：1的比例，分別稱取氧化石墨烯和脫水劑加入到極性有機(jī)溶劑中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，備用?br>
[0016] b按照硅烷化水滑石與步驟a中氧化石墨烯的質(zhì)量比為（1?2）：5的比例，稱取步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，

升溫至80 90℃進(jìn)行接枝反應(yīng)8 10h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，并采用混合溶劑

~ ~

對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0017] 優(yōu)選的，在步驟（1）中，所述的可溶性鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂和硝酸鎂中的至少一種。

[0018] 優(yōu)選的，在步驟（1）中，所述的可溶性鋁鹽為氯化鋁、硝酸鋁和硫酸鋁中的至少一種。

[0019] 優(yōu)選的，在步驟（2）中，所述的堿性化合物為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的至少一種。

[0020] 優(yōu)選的，在步驟（4）和步驟b中，所述的混合溶劑由質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配組成。

[0021] 優(yōu)選的，在步驟（4）中，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH?550、KH?560、KH?570、KH?792和DL?602中的至少一種。

[0022] 優(yōu)選的，在步驟a中，所采用的氧化石墨烯為3 5層，粒徑不大于10μm。~

[0023] 優(yōu)選的，在步驟a中，所述的脫水劑為分子篩、濃硫酸和二環(huán)己基碳二酰亞胺中的至少一種。

[0024] 優(yōu)選的，在步驟a中，所述的極性有機(jī)溶劑為正丁醇、二甲苯、丙酮、N,N?二甲基甲酰胺、N,N?二甲基乙酰胺、N?甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的至少一種。

[0025] 本發(fā)明的有益效果：[0026] 1、本發(fā)明的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，由氧化石墨烯和水滑石經(jīng)過化學(xué)接枝協(xié)同負(fù)載而成，成品片層材料呈由多層結(jié)構(gòu)上下堆疊而成的片狀結(jié)構(gòu)，且復(fù)合材料粒徑均勻、比表

面積大，片狀結(jié)構(gòu)中的氧化石墨烯和水滑石之間具有較大的層間距離，在防腐涂料中添加

使用后，不僅能夠分散均勻，并較好的與涂料中的樹脂基體相容，復(fù)合材料本身的二維層狀

結(jié)構(gòu)和較大的層間距，還使其具有屏障疊加式的協(xié)同屏蔽功能，從而進(jìn)一步延長和復(fù)雜了

腐蝕介質(zhì)的滲透路徑，增強(qiáng)了防腐涂料的防腐性能，實用效果較好。

[0027] 2、本發(fā)明的制備工藝通過硅烷偶聯(lián)劑將水滑石和氧化石墨烯進(jìn)行了共價結(jié)合，減弱了氫鍵的形成，在改善納米材料屏蔽效應(yīng)的同時顯著增強(qiáng)其在有機(jī)體系中的相容性分布

穩(wěn)定性，利于水滑石在有機(jī)溶劑中的分散；其次，水滑石在氧化石墨烯表面的接枝性負(fù)載，

可同時增加兩種材料間的層間距離，從而增強(qiáng)了納米復(fù)合雜化物材料與環(huán)氧樹脂基體的相

容性。最后，水滑石與氧化石墨烯同屬二維層狀結(jié)構(gòu)納米材料，納米材料協(xié)同作用后，在功

能上形成疊加效果，可廣泛應(yīng)用于特種功能涂料的制備應(yīng)用中，為提高功能涂料對船舶與

海洋工程裝備的防護(hù)奠定扎實的技術(shù)基礎(chǔ)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[0028] 3、本發(fā)明的制備工藝步驟簡單、操作方便，其通過對水滑石的硅烷化改性，使其在與氧化石墨烯結(jié)合后，能夠較好的接枝在氧化石墨烯的表面，對氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)

行修飾，改善其親油性差的特點，并與氧化石墨烯一起形成間隙較大的層狀結(jié)構(gòu)，使成品片

層材料具有優(yōu)異的協(xié)同屏蔽防腐效果。

附圖說明[0029] 圖1為本發(fā)明所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的結(jié)構(gòu)示意圖；[0030] 圖2為對比例1中所采用水滑石原料的性狀照片；[0031] 圖3為實施例1所制備的成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的性狀照片；[0032] 圖4為實施例1所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的電鏡掃描照片；[0033] 圖5為實施例1所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料和對比例1的材料于正丁醇中分散后的效果對比照片。

具體實施方式[0034] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的解釋和說明：[0035] 如附圖1所示，一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料，該片層材料由質(zhì)量比為1：（3?6）的水滑石與氧化石墨烯復(fù)合而成，呈表面層狀清晰的片層堆疊狀結(jié)構(gòu)，其粒徑

2 ?1

大小為10?20μm，平均比表面積為1800mg 。

[0036] 一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：[0037] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0038] （1）按照摩爾比為（1?3）：1的比例，分別取可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，制得溶液A，備用；其中可溶性鎂鹽為硫酸鎂、氯化鎂和硝酸鎂中的

至少一種，可溶性鋁鹽為氯化鋁、硝酸鋁和硫酸鋁中的至少一種。

[0039] （2）取堿性化合物溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.1 0.5mol/L的溶液B，備~

用；其中，堿性化合物為氫氧化鉀、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的至少一種。

[0040] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至9 10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所

~

得混配溶液升溫至70 90℃進(jìn)行反應(yīng)5 8h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

~ ~

[0041] （4）采用混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，直至反應(yīng)產(chǎn)物呈中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)

氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至60 80℃進(jìn)行攪拌2?3h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑

~

與步驟（1）中可溶性鎂鹽和可溶性鋁鹽的總質(zhì)量為（0.05?0.1）：1的比例，向其中滴加硅烷

偶聯(lián)劑，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫至80 90℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10

~

12h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，之后，經(jīng)100℃以下

~

充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；其中，所用的混合溶劑由質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離

子水混配組成，硅烷偶聯(lián)劑為KH?550、KH?560、KH?570、KH?792和DL?602中的至少一種。

[0042] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0043] a按照質(zhì)量比為（5?8）：1的比例，分別稱取氧化石墨烯和脫水劑加入到極性有機(jī)溶劑中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，備用；其中，所采用的氧化石墨烯? 5層，粒徑不大于

~

10μm；脫水劑為分子篩、濃硫酸和二環(huán)己基碳二酰亞胺中的至少一種；極性有機(jī)溶劑為正丁

醇、二甲苯、丙酮、N,N?二甲基甲酰胺、N,N?二甲基乙酰胺、N?甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中

的至少一種。

[0044] b按照硅烷化水滑石與步驟a中氧化石墨烯的質(zhì)量比為（1?2）：5的比例，稱取步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，

升溫至80 90℃進(jìn)行接枝反應(yīng)8 10h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，并采用混合溶劑

~ ~

對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0045] 本發(fā)明利用水滑石表面活性羥基與氧化石墨烯的羥基、羧基活性基團(tuán)，以硅烷偶聯(lián)劑作為橋接劑，通過硅烷偶聯(lián)劑將水滑石和氧化石墨烯有機(jī)結(jié)合，減弱了氫鍵的形成，利

于片層材料在有機(jī)溶劑中的分散；其次，水滑石在氧化石墨烯表面的負(fù)載可同時增加兩種

材料的層間距離，增強(qiáng)了納米雜化物與環(huán)氧樹脂基體的相容性。本發(fā)明的納米協(xié)同增強(qiáng)片

層材料在有機(jī)溶劑中仍保持良好的分散性與片層排布特性，應(yīng)用于有機(jī)防腐涂層中可增強(qiáng)

涂層的屏蔽性能，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的防腐性能，可廣泛應(yīng)用海洋裝備高溫、高濕、高鹽

嚴(yán)苛環(huán)境下的腐蝕防護(hù)。

[0046] 實施例1[0047] 本實施例的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：

[0048] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0049] （1）按照摩爾比為1：1的比例，分別取硝酸鎂和硝酸鋁加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，制得溶液A，備用；

[0050] （2）取氫氧化鉀溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.1mol/L的溶液B，備用；[0051] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至9，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混

配溶液升溫至70℃進(jìn)行反應(yīng)5h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

[0052] （4）以質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配制成混合溶劑，采用該混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌至中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料

再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至60℃

進(jìn)行攪拌2.5h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步驟（1）中硝酸鎂和硝酸鋁總質(zhì)量為0.08：1的比

例，向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑KH?550，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫

至80℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗

滌，之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

[0053] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0054] a分別稱取粒徑0.5g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.1g的脫~

水劑二環(huán)己基碳二酰亞胺加入到極性有機(jī)溶劑正丁醇中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，?br>
用；

[0055] b取0.2g步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至80℃進(jìn)行接枝反應(yīng)9h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，

并采用混合溶劑對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0056] 實施例2[0057] 本實施例的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：

[0058] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0059] （1）按照摩爾比為2：1的比例，分別取硝酸鎂和氯化鋁加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，制得溶液A，備用；

[0060] （2）取氫氧化鈉溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.3mol/L的溶液B，備用；[0061] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得

混配溶液升溫至70℃進(jìn)行反應(yīng)5h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

[0062] （4）以質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配制成混合溶劑，采用該混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌至中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料

再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至60℃

進(jìn)行攪拌3h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步驟（1）中硝酸鎂和氯化鋁的總質(zhì)量為0.07：1的比

例，向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑KH?550和DL?602，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配

物料升溫至80℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物

進(jìn)行洗滌，之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

[0063] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0064] a分別稱取粒徑0.5g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.1g的脫~

水劑二環(huán)己基碳二酰亞胺加入到極性有機(jī)溶劑N?甲基吡咯烷酮中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制?br>
分散液，備用；

[0065] b取0.15g步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至80℃進(jìn)行接枝反應(yīng)8h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，

并采用混合溶劑對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0066] 實施例3[0067] 本實施例的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：

[0068] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0069] （1）按照摩爾比為2：1的比例，分別取硫酸鎂和硝酸鋁加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂?，制得溶液A，備用；

[0070] （2）取氫氧化鈉和氫氧化鉀溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.5mol/L的溶液B，備用；

[0071] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得

混配溶液升溫至80℃進(jìn)行反應(yīng)6h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

[0072] （4）以質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配制成混合溶劑，采用該混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌至中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料

再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至80℃

進(jìn)行攪拌2h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步驟（1）中硫酸鎂和硝酸鋁的總質(zhì)量為0.05：1的比

例，向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑KH?560，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫

至85℃進(jìn)行聚合反應(yīng)11h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗

滌，之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；硅烷偶聯(lián)劑為KH?550、、KH?

570、KH?792和DL?602中的至少一種。

[0073] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0074] a分別稱取粒徑0.6g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.1g的脫~

水劑濃硫酸加入到極性有機(jī)溶劑二甲苯中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑螅频梅稚⒁?，備用?br>
[0075] b取0.2g步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至90℃進(jìn)行接枝反應(yīng)8h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，

并采用混合溶劑對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0076] 實施例4[0077] 本實施例的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：

[0078] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0079] （1）按照摩爾比為1：1的比例，分別取硫酸鎂和硝酸鋁加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂螅频萌芤篈，備用；

[0080] （2）取碳酸氫鈉溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.2mol/L的溶液B，備用；[0081] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至9，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混

配溶液升溫至80℃進(jìn)行反應(yīng)8h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

[0082] （4）以質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配制成混合溶劑，采用該混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌至中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料

再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至70℃

進(jìn)行攪拌3h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步驟（1）中硫酸鎂和硝酸鋁的總質(zhì)量為0.1：1的比例，

向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑KH?570，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫至

90℃進(jìn)行聚合反應(yīng)10h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌，

之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

[0083] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0084] a分別稱取粒徑0.7g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.04g的脫~

水劑分子篩和0.06g的脫水劑二環(huán)己基碳二酰亞胺加入到極性有機(jī)溶劑丙酮和二甲苯的混

合物中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，備用?br>
[0085] b取0.2g步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至85℃進(jìn)行接枝反應(yīng)10h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，

并采用混合溶劑對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0086] 實施例5[0087] 本實施例的一種基于氧化石墨烯的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的制備方法，包括以下步驟：

[0088] 步驟一、硅烷化水滑石的合成[0089] （1）按照摩爾比為3：1的比例，分別取氯化鎂和硫酸鋁加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂螅频萌芤篈，備用；

[0090] （2）取氫氧化鉀溶解于去離子水中，制得摩爾濃度為0.3mol/L的溶液B，備用；[0091] （3）在氮氣保護(hù)條件下，將步驟（1）制得的溶液A置于燒瓶中，并將步驟（2）制得的溶液B滴加至溶液A中，調(diào)節(jié)其pH至10，之后，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得

混配溶液升溫至75℃進(jìn)行反應(yīng)7h，制得白色糊狀反應(yīng)產(chǎn)物，備用；

[0092] （4）以質(zhì)量比為3：1的乙醇和去離子水混配制成混合溶劑，采用該混合溶劑對步驟（3）制得的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗滌至中性，之后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行干燥，然后，將干燥后所得物料

再次置于混合溶劑中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，控制所得混合物料升溫至70℃

進(jìn)行攪拌2h，之后，按照硅烷偶聯(lián)劑與步驟（1）中氯化鎂和硫酸鋁的總質(zhì)量為0.08：1的比

例，向其中滴加硅烷偶聯(lián)劑KH?792，在持續(xù)攪拌和氮氣保護(hù)條件下，控制所得混配物料升溫

至85℃進(jìn)行聚合反應(yīng)12h，自然冷卻至室溫后，采用混合溶劑對所得聚合反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行洗

滌，之后，經(jīng)100℃以下充分干燥后，制得硅烷化水滑石，備用；

[0093] 步驟二、納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料的合成[0094] a分別稱取粒徑0.7g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.1g的脫~

水劑分子篩加入到極性有機(jī)溶劑N,N?二甲基甲酰胺中，充分?jǐn)嚢璺稚⒑?，制得分散液，?br>
用；

[0095] b取0.14g步驟一制得的硅烷化水滑石添加至步驟a制得的分散液中，在不斷攪拌和持續(xù)氮氣保護(hù)條件下，升溫至80℃進(jìn)行接枝反應(yīng)10h，之后，對所得懸濁液進(jìn)行離心分離，

并采用混合溶劑對下層沉淀進(jìn)行多次洗滌，充分干燥后，即得成品納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料。

[0096] 對比例1[0097] 分別稱取粒徑0.5g粒徑不大于10μm、且結(jié)構(gòu)為3 5層的氧化石墨烯和0.1g的水滑~

石進(jìn)行混合，充分混勻后，制得對比例復(fù)合材料。

[0098] 結(jié)果測定[0099] 如附圖2和附圖3所示，本申請對比例1所采用的純水滑石原料呈白色顆粒狀；本申請實施例1所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料呈灰黑色顆粒狀；對實施例1制得的納米協(xié)同增

強(qiáng)片層材料進(jìn)行掃描電鏡分析，其結(jié)果如附圖4所示。由圖4可以看出：片層材料中氧化石墨

烯表面負(fù)載有片層無機(jī)填料水滑石，且片層材料中的層間距較大，證明本申請成功將氧化

石墨烯與水滑石進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合。

[0100] 將本申請實施例1所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料和對比例1所制備的復(fù)合材料分別置于相同體積的正丁醇溶液中，超聲充分分散后，置于室溫下進(jìn)行靜置200h。其結(jié)果

如附圖4和附圖5所示，由圖可知：對比例1已出現(xiàn)明顯的沉降現(xiàn)象，而經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性

的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料分散液依然分散均勻、無明顯沉降，保持良好的分散性。證明本申

請所制備的納米協(xié)同增強(qiáng)片層材料能夠在功能涂料中進(jìn)行長時間較好的分散和融合。

[0101] 上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本發(fā)明創(chuàng)造具體實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出

其它不同形式的變化或變動。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造

權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。