[发明专利]一种新型石墨烯吸波材料及制备方法

说明书

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种新型石墨烯吸波材料及制备方法；包括相互压合的吸波材料和石墨烯膜，所述石墨烯膜采用真空抽滤法制备；本发明中的石墨烯吸波材料，采用石墨烯膜与吸波材复合制备出的石墨烯吸波材，吸波材性能未受到影响，同时由于石墨烯具有优秀的导热性能从而大幅提升了吸波材整体的散热性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，尤其涉及一种新型石墨烯吸波材料及制备方法。

背景技术

随着5G技术的逐渐普及与推广，各种包括无线医疗、网联智能汽车、智能制造、智慧电力等热门应用受到了人们普遍的关注，其中相对应产生的电磁辐射污染则日益严重，电磁辐射不仅会干扰电子仪器及设备的正常工作，而且会影响人们的身体健康。目前基于上述问题，主要的解决办法是使用吸波材料，吸波材料具有吸收强、频带宽、厚度薄、稳定性好、无污染等优势，能将电磁辐射转化为热能而消耗并散发，从而有效降低电磁辐射带来的污染。然而，在吸波材转化过程中将会产出大量的热量且吸波材自身散热性能较差，这将促使电子元器件温度过高最终导致器件工作效率降低甚至发生损坏。因此，吸波材目前还无法满足由5G科技孕育的一批对电磁波吸收及散热性能提出更高要求的电子设备。

石墨烯是单原子厚度的碳原子层结构，是今年来被发现的新型二维碳素晶体。石墨烯由于具有优异的导热性能、力学性能、电学性能和独特的纳米结构，使其成为材料学领域研究的热点。其中，石墨烯的导热系数高达5300W/m.k，是制备高导热材料的理想原料之一。通过将石墨烯与吸波材复合，可以在不影响吸波材磁导率的条件下，大幅提升吸波材整体的散热性能，增强吸波转化效率的同时有效驱散其产出的热量，在通讯电子材料中具有极强的使用前景。然而，目前石墨烯与吸波材主要的制备方式为在吸波剂中单纯添加石墨烯，通过碳化、石墨化获得石墨烯类吸波膜，而该方法制备的石墨烯类吸波膜导热系数较低，材料表面弹性差并且脆弱，在与器件使用时易发生碎裂，因此该方法制备的石墨烯类吸波膜在实际应用中受到了一定的阻碍，技术还有待改进。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种新型石墨烯吸波材料，该石墨烯吸波复合材料具有较高的导热系数，较强的拉伸性能、硬度、导热性能；

本发明的另一个目的是：提供一种新型石墨烯吸波材料的制备方法，该制备方法中采用石墨烯膜与吸波材复合制备出的石墨烯吸波材，吸波材性能未受到影响，同时由于石墨烯具有优秀的导热性能从而大幅提升了吸波材整体的散热性能。该方法中采用物理压合的方式，与传统石墨烯作为添加料的方式不同，制备出的石墨烯吸波材表面具有较强的韧性及硬度，可适用于各类机械加工且不会发生碎裂或形变。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种新型石墨烯吸波材料，包括相互压合的吸波材料和石墨烯膜，所述石墨烯膜采用真空抽滤法制备。

进一步的，所述石墨烯膜为单层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯中的一种。

一种新型石墨烯吸波材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：通过真空抽滤法制备得到石墨烯膜，之后采用一定温度及压力将石墨烯膜与自制的铁硅铝吸波材料压合，从而得到石墨烯吸波复合材料。

进一步的，所述自制吸波材料为铁硅铝，厚度为5-200μm，磁导率为100-200。

进一步的，所述石墨烯与吸波材料压合压力为50N- 400N，压合温度为30-200 ^oC，压合时间为0.5- 24 小时。

进一步的，所述石墨烯吸波复合材料的厚度为5-300μm，磁导率为120-220，横向导热系数为400-1500 W/m.k。

采用本发明的技术方案的有益效果是：