[发明专利]多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁波屏蔽、吸收材料及其制备工艺，特别涉及一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用，属于纳米材料科技领域。

背景技术

电子信息技术的发展和电子产品的普及，使得电磁波在人们日常生活中广泛存在。电磁波辐射造成了电磁污染、电磁干扰、泄密等棘手问题，妨碍了电子信息工业发展。有效解决这一问题的方案，是研发出能够吸收特定频段电磁波的材料。因此，吸波材料在民事领域具有广泛的应用前景，家用电器普遍存在电磁辐射问题，通过合理使用吸收材料及其元器件也可有效地加以抑制，还可以用来做孕妇的防辐射服等。同时，吸波材料可广泛应用于隐身技术。在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上面涂覆吸收材料，就可以吸收侦察电波、衰减反射信号，从而突破敌方雷达的防区，这是反雷达侦察的一种有力手段，减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。此外，电磁波吸收材料还可用来隐蔽着落灯等机场导航设备及其它地面设备、舰船桅杆、甲板、潜艇的潜望镜支架和通气管道等设备。也可利用其进行安全保护高功率雷达、通信机、微波加热等设备，防止电磁辐射或泄漏、保护操作人员的身体健康。也可作为墙面涂料，吸收家用电器发出的电磁辐射。另外，工程应用上除了要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外，还要求材料具有质轻、耐温、耐湿和抗腐蚀等性能。但现有的吸波材料均难以同时满足这些性能需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料及其制备方法。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料，主要由含Fe³⁺的石墨烯微片、聚合物与发泡剂复合形成，并具有多孔结构，所述多孔结构中孔道的孔径为1nm-1cm，孔隙率为50%-90%。

其中，所述多孔结构中孔道的孔径优选为100nm-100μm，尤其优选为10μm-70μm。

其中，所述多孔结构的孔隙率优选为70%-90%，尤其优选为85%-90%。

进一步的，所述多孔石墨烯电磁吸波复合材料的密度为0.1g/cm³-50g/cm³，抗腐蚀能力强，抗老化性能好，电导率可在：10S/cm-400S/cm。（相飞师兄，给个范围），热导率在：0.5W/(mK)-15W/(mK)。

进一步的，所述多孔石墨烯电磁吸波复合材料对于波长为8GHz-13GHz的电磁波的吸收率在10%-60%。

进一步的，所述含Fe³⁺的石墨烯微片的厚度优选为0.34nm～1mm，径向尺寸优选为1μm～1000μm。

进一步的，所述含Fe³⁺的石墨烯微片的Fe³⁺的含量为0.1wt%～90wt%，优选为0.5wt%～50wt%，尤其优选为1wt%～20wt%。

进一步的，所述含Fe³⁺的石墨烯微片可以是利用FeCl₃等作为插层剂制备的石墨烯材料，其中Fe³⁺的含量可以通过控制氯化铁的添加量和水洗等手段来控制。

进一步的，所述多孔石墨烯电磁吸波复合材料可以为粉体或块状结构，当然也可以被分散于溶剂中形成液体状。

其中，当为块状结构时，所述多孔石墨烯电磁吸波复合材料的比表面积优选为100～900m²/g，尤其优选为700～900m²/g。

进一步的，所述发泡剂与含Fe³⁺的石墨烯微片的质量比优选为1/1000～1/0.1，尤其优选为1/100～1/10。

进一步的，所述含Fe³⁺的石墨烯微片与聚合物的质量比为1/1000～995/1，尤其优选为1/10～2/1。

其中，所述聚合物可以选自但不限于聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、环氧树脂、硅橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、橡胶树脂、聚乙二醇、聚碳酸酯、聚酰亚胺、尼龙等聚合物或其混合物。