[发明专利]一种高分子海绵吸声复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高分子海绵吸声复合材料，其特征在于，该材料为半开孔网络结构的氧化石墨烯和碳纳米管掺杂的吸声复合材料，以高分子海绵为骨架，该骨架开孔处以及骨架上附着氧化石墨烯薄膜，薄膜将开孔部分或完全覆盖形成半开孔结构，氧化石墨烯表面或边缘附着有碳纳米管；所述的氧化石墨烯薄膜的厚度为0.5~20微米；所述的高分子海绵的密度为5~10kg/m³，孔隙率为90~99.8%；所述的吸声复合材料的孔隙率为90%~99%，该复合材料上的半开孔直径为微米量级；

所述的高分子海绵吸声复合材料通过以下方法制得：

A)将片状石墨和浓酸、强氧化剂混合在40~90℃下搅拌0.5~3小时，片状石墨：浓酸：强氧化剂的质量比=1：（15~30）：（1~5），随后加入过氧化氢水溶液完成石墨烯氧化，加入的过氧化氢水溶液的质量浓度为20~50%，过氧化氢与片状石墨的质量比为（1~5）：1，经过酸洗、水洗后将溶液超声0.5~4小时使石墨片层完全剥离得到氧化石墨烯水溶液，并在该溶液中加入碳纳米管，并均匀混合，其中氧化石墨烯和碳纳米管总浓度为0.5~5mg/ml，氧化石墨烯和碳纳米管的质量比为6：1~1：1；所述的浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的一种；

B)选取所需大小的开孔高分子海绵作为骨架，将高分子海绵浸泡在上述混合溶液中15~120分钟；

C)取出高分子海绵在40~90℃烘箱中干燥6~48小时即得产品。

2.根据权利要求1所述的一种高分子海绵吸声复合材料，其特征在于，所述的高分子海绵选自聚氨酯海绵、聚酯海绵、三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、聚酰亚胺海绵、聚苯乙烯海绵中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高分子海绵吸声复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管选自单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、氧化单壁碳纳米管、氧化多壁碳纳米管中的一种。

4.一种如权利要求1所述的高分子海绵吸声复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)将片状石墨和浓酸、强氧化剂混合在40~90℃下搅拌0.5~3小时，片状石墨：浓酸：强氧化剂的质量比=1：（15~30）：（1~5），随后加入过氧化氢水溶液完成石墨烯氧化，加入的过氧化氢水溶液的质量浓度为20~50%，过氧化氢与片状石墨的质量比为（1~5）：1，经过酸洗、水洗后将溶液超声0.5~4小时使石墨片层完全剥离得到氧化石墨烯水溶液，并在该溶液中加入碳纳米管，并均匀混合，其中氧化石墨烯和碳纳米管总浓度为0.5~5mg/ml，氧化石墨烯和碳纳米管的质量比为6：1~1：1；所述的浓酸选自浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸中的一种；

B)选取所需大小的开孔高分子海绵作为骨架，将高分子海绵浸泡在上述混合溶液中15~120分钟；

C)取出高分子海绵在40~90℃烘箱中干燥6~48小时即得产品。

5.根据权利要求4所述的高分子海绵吸声复合材料的制备方法，其特征在于，所述的强氧化剂选自高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸盐中的一种。