[发明专利]一种吸波蜂窝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及一种吸波蜂窝及其制备方法。

背景技术

蜂窝芯材是利用仿生学原理制备的一种复合材料芯材，外型与自然界的蜂窝相似，能够在保证强度的同时，最大限度的减轻材料的重量，是一种新型的高轻、高强的材料，目前被广泛的应用于航空航天、船艇、高铁等领域。

当代电子信息技术的发展，由电磁波辐射引起的电磁污染、电磁干扰、泄密等问题引起了人们的广泛重视，尤其是在航空航天和军事领域，对电磁波的屏蔽和吸收已成为选材的一个重要考量因素。吸波蜂窝兼具有蜂窝的高强、高模、质轻和对电磁波良好的吸收性的特点，已成为广大研究者的热点。

传统吸波材料（铁氧体，石墨，陶瓷类）的主要缺点是密度大，吸收频窄，因而不能满足吸波材料：薄、轻、宽、强的要求。碳材料家族一直是电磁屏蔽与吸波材料研究的重要内容。在碳材料家族中，针对炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、足球烯等的电磁屏蔽和吸收特性已经有相当广泛的研究。石墨烯作为碳材料家族中最新的成员，有着十分优异的电学、热力学特性，在电磁屏蔽和吸收方面具有十分广阔的应用前景。

石墨烯是目前已发现的最轻、最强的物质，是目前世界上电阻率最小的才俩，只有106Ω.cm，硬度比金刚石还要硬，导热系数高达5300W/m.k。石墨烯可以突破现有材料的局限，成为最有效的新型吸波材料，能够在最大程度上满足吸波材料对‘薄、轻、宽、强’的需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种吸波蜂窝及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种吸波蜂窝的制备方法，包括原料纸涂胶、叠合、热压、修块、拉伸和浸胶固化，所述浸胶固化中浸胶至少进行两次，且最后一次浸胶采用氧化石墨烯吸波胶液进行浸渍；所述氧化石墨烯吸波胶液包含以下原料：氧化石墨烯、树脂、溶剂和添加剂；所述添加剂为四氧化三铁、镍粉、氧化锌、二氧化钛、碳化硅或钛酸钡中的一种或多种。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述氧化石墨烯吸波胶液各原料的质量百分数分别为：氧化石墨烯1-10份、树脂15-80份、添加剂0.5-20份和溶剂100-500份。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述吸波胶液是通过以下步骤获得的：将氧化石墨烯溶于一部分溶剂中，混合均匀后得到A溶液；将树脂、添加剂溶于剩下的溶剂中，搅拌均匀后得到溶液B；将A和B搅拌室温下混合搅拌均匀得到吸波胶液。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述氧化石墨烯由以下工艺制备：取尺寸为50-300目的膨胀石墨100份，加入200份氯化钠或氯化钾研磨30分钟，用去离子水洗去氯化钠或者氯化钾；再加入1000份的去离子水中，超声搅拌30min，超声功率为700W，再向其中加入300份的过氧类氧化剂，将容器封口超声2小时，用孔隙较大的滤纸进行一次过滤，弃去滤渣，滤液选用细孔滤纸或者离心分离得到氧化石墨烯。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述的蜂窝密度为29-196kg/m³。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，树脂基体为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂中的一种。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，氧化石墨烯吸波胶液的固化温度为155-180℃，处理时间为10-90分钟。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述的氧化石墨烯含有1-20层碳原子厚，尺寸为0.01-10μm。

所述的一种吸波蜂窝的制备方法，所述溶剂为乙醇、乙酸乙酯、甲醇、正己烷、丙酮或水中的一种或多种。

根据所述的一种吸波蜂窝的制备方法制备得到的吸波蜂窝。

本发明所达到的有益效果：

本发明的所选用的氧化石墨烯相较于石墨烯具有更好的分散性，能够更好的分散在树脂基体中，氧化石墨烯表面存在的一些羟基、羧基等官能团在树脂基体中在树脂固化过程中会发生脱除，在结构上实现氧化石墨烯向石墨烯结构的转变，也就是自还原的过程。在本发明中添加的添加剂在一定温度下能够充当氧化石墨烯还原的催化剂，协助氧化石墨烯更好的向石墨烯进行转变，同时该助剂也具有一定的吸波特性。氧化石墨烯和添加剂的配合使用能够高效率的实现最终产品的吸波性能提升。

本发明制备得到的吸波蜂窝经检测，电导率为：8.17*10^-3-4.27*10^-2S/cm，饱和磁化强度为 38.5-70.5emu/g。

附图说明

图1是本发明的制备方法流程图。

具体实施方式