[发明专利]一种聚吡咯覆膜氧化石墨烯水泥基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开一种聚吡咯覆膜氧化石墨烯水泥基复合材料及其制备方法，涉及混凝土技术领域、化学高分子领域和电磁屏蔽领域。本发明将导电混凝土和聚吡咯薄膜技术相结合，探究其电磁屏蔽效应。在研究中我们发现，如何将聚吡咯在水泥基体表面形成均匀致密、附着力好且有一定厚度的薄膜是制作此复合材料的关键问题，本发明提出一种表面处理剂，对水泥表面做出预处理再喷涂聚吡咯溶液。将氧化石墨烯和聚吡咯薄膜应用于水泥基材料，可以制作出具备优良电磁屏蔽性能的水泥基复合材料，可以广泛应用于军用或民用建筑中。本发明提出的聚吡咯‑氧化石墨烯水泥基复合材料，可以很好的解决水泥基材料均匀电磁屏蔽的难题，同时极大的增大了屏蔽范围。

主权项

1.一种聚吡咯覆膜氧化石墨烯水泥基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤A：准备试验材料：主要材料有：双酚A型环氧树脂、乙二醇单丁醚、正丁醇、水性丙烯酸树脂、三乙醇胺、聚乙酸乙烯酯、乙烯基三乙氧基硅烷、纯吡咯、三氯化铁、四硅氧烷季铵氯盐、二甲基硅油、氧化石墨烯粉末、硅酸盐水泥、无水乙醇、去离子水；步骤B：配置氧化石墨烯分散剂：配合质量比为：四硅氧烷季铵氯盐：二甲基硅油：去离子水＝5:1:15；将四硅氧烷季铵氯盐和二甲基硅油放入玻璃烧杯中，搅拌2～2.5min，使四硅氧烷季铵氯盐和二甲基硅油成均一相；然后缓慢加入水，继续搅拌15～18min；将混合物放置在乳化机上以3000～3500r/min的转速乳化15～18min，得到氧化石墨烯分散剂；步骤C：氧化石墨烯分散：氧化石墨烯和氧化石墨烯分散剂以1:1.4～1.6体积比混合，搅拌15～18min，制备成氧化石墨烯混悬液；步骤D：按照硅酸盐水泥：水：氧化石墨烯混悬液＝1：0.4：0.1～0.15质量比制备水泥基体材料，将硅酸盐水泥和水混合，在净浆搅拌机中搅拌2～3min，加入氧化石墨烯混悬液搅拌2～3min；注入模具，在温度20℃，湿度98％条件下养护12h后脱模，脱模后的构件继续在此条件养护28d，获得水泥基体材料；步骤E：水泥基体材料界面处理剂：将乙二醇单丁醚和正丁醇按照2:3～3.2比例配置成混合溶剂；将双酚A型环氧树脂以1:1～1.2的比例溶于混合溶剂中；将水性丙烯酸树脂，三乙醇胺，聚乙酸乙烯酯按照1:1:1.5比例充分溶解，按照1:1～1.2比例加入溶解完毕的双酚A型环氧树脂，将混合物放置在乳化机上以3000～3500r/min的转速乳化30～35min，得到水泥基体材料界面处理剂；步骤F：水泥基体材料的表面处理：将养护完毕的水泥基体材料，用水冲洗，清除表面浮灰，在60～70℃中烘干6～8h取出，冷却至室温；用喷枪将制备好的水泥基体材料界面处理剂均匀的喷于水泥基体材料表面；步骤G：在乳液未干燥前，立刻将水泥基体材料浸泡入2～2.2％乙烯基三乙氧基硅烷中，3～4min后取出室温自然晾干；然后浸入0.7～0.9mol/L吡咯水溶液中，2～3min后取出，放入0.35～0.45mol/L三氯化铁溶液中进行聚合反应；步骤H：反应一段时间后取出混凝土试块，先用去离子水清洗几遍，再用无水乙醇清洗，晾干后重复进行第二次，第三次聚合反应，清洗干燥后即得到聚吡咯覆膜氧化石墨烯水泥基复合材料；步骤H中，所述的重复进行第二次，第三次聚合反应是指重复浸入吡咯水溶液和三氯化铁溶液，清洗，晾干。