[发明专利]一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将溶液总重量1％～8％的氧化石墨烯、70％～90％的水、2％～10％偶联剂、10％～35％水溶性树脂均匀混合配置成溶液；将陶瓷纤维浸泡在溶液中5～30min；在溶液中依次加入溶液总重量2％～10％氨水、10％～30％水合肼水溶液；氨水和水合肼水溶液加完后陶瓷纤维继续浸泡5～30min；将浸泡好的陶瓷纤维放入烘干炉中120℃～280℃烘干20～90min。本发明所提供的一种石墨烯增强陶瓷纤维及其制备方法，利用石墨烯的高强度，高韧性，能够显著提高陶瓷纤维的强韧性；利用石墨烯的高导电性能，所制得的陶瓷纤维具有导电性，能够成为高性能储能设备的材料；工艺制备流程简单成熟，制备出性能优良的石墨烯增强陶瓷纤维材料。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯增强纤维的制备方法，特别是涉及一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法。

技术背景

维陶瓷纤维又称硅酸铝纤维，添加氧化锆或氧化铬，可以使陶瓷纤维的使用温度进一步提高。陶瓷纤维制品是指用陶瓷纤维为原材料，通过加工制成的重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点的工业制品，专门用于各种高温、高压、易磨损的环境中。陶瓷纤维制品是一种优良的耐火材料。具有重量轻、耐高温、热容小、保温绝热性能良好、高温绝热性能良好、无毒性等优点，在是高温和低温环境中都被广泛的使用。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的可见光，却对红外线有着强烈的吸收；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10.6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，而且石墨烯的力学性能也十分优异，其杨氏模量高达1100GPa，断裂强度为130GPa。在陶瓷纤维表面制备一层石墨烯层，将两者的优势互补，使得陶瓷纤维具有优异的特性，利用石墨烯的高强的特性，可制备出力学性能更加优异的陶瓷纤维增强复合材料。

申请号为CN93243136.4的中国实用新型公开了一种镀膜陶瓷纤维复合织物，由保护层(1)、金属层(2)、涂料层(3)以及基材(4)构成。在此，保护层(1)叠合在金属层(2)上，涂料层(3)叠合并粘结在基材(4)上，金属层(2)镀在有涂料层(3)的基材(4)上，基材(4)可以是陶瓷纤维复合织物。本产品不仅具有一般陶瓷纤维复合织物的优良性能，而且还有良好的反热辐射性能以及抗流体渗透的能力，适宜作特种服装以及各种防火幕帘。

申请号为CN201410065654.2的中国发明专利公开了一种碳、硅酸铝陶瓷纤维复合材料及其制备方法，所述复合材料，包括硅酸铝陶瓷纤维板和复合于其上的热解碳，所述硅酸铝陶瓷纤维板由硅酸铝陶瓷纤维、填充料、高温粘结剂和增强料组成。其制备方法为：将硅酸铝陶瓷纤维进行水洗晾干，加入高温粘结剂及增强料，搅拌、压实成板型，经290-310℃、13-15小时烘干，790-810℃、1-1.1小时高温定型，烧结成硅酸铝陶瓷纤维板，再进行CVD处理，使硅酸铝陶瓷纤维复合上热解碳。本发明的复合材料具有高强度且不与镁液反应，可以做宽幅铸嘴，生产1.5米以上的宽幅板带，解决了妨碍发展镁合金板材的瓶颈问题。

上述专利针对陶瓷纤维的反热辐射性能、抗流体渗透的能力以及强度方面做出改进，但是在陶瓷纤维的力学性能，电性能等方面没有有效的提高。因此，针对陶瓷纤维的力学性能、电性能方面提出一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法，制备工艺简单，制得的陶瓷纤维整体力学性能优异，电性能良好。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种石墨烯增强陶瓷纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将占溶液总重量1％～8％的氧化石墨烯、70％～90％的水、2％～10％的偶联剂、10％～35％的水溶性树脂均匀混合配置成溶液；