CN108633241A - 一种吸波蜂窝材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的吸波蜂窝材料的制备方法，包括：制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液；对氧化石墨烯分散液进行溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶；将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上；以及干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。本发明提供了一种吸波蜂窝材料的制备方法，所制得的吸波蜂窝材料具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的优点吸波蜂窝材料，可以广泛应用于生产生活的各个领域。

Description

一种吸波蜂窝材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体而言，涉及一种吸波蜂窝材料及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的不断进步，许多电子产品进入了我们的生活，在给我们的生活带来便利的同时，也产生了大量的电磁辐射，给我们的生活和健康造成很大的威胁，并逐渐发展成为一大环境污染问题。因此，治理电磁污染，寻找一种能抵挡并减少电磁波辐射的材料—吸波材料，已成为当今材料科学领域的一大研究课题。
吸波材料，指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并且通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量(如机械能、电能)而消耗掉的一类材料。传统的吸波材料主要有铁氧体、金属微粉、钛酸钡、碳化硅、石墨、导电纤维等，它们通常都存在吸收频带窄、密度大等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种吸波蜂窝材料的制备方法，所制备得到的吸波蜂窝材料具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的优点，可以广泛应用于生产生活的各个领域。
本发明提供的吸波蜂窝材料的制备方法，包括：制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液；对氧化石墨烯分散液进行溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶；将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上；以及干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
在上述制备方法中，所述制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液的步骤具体包括：制备氧化石墨烯分散液,稀释氧化石墨烯分散液并且调节氧化石墨烯分散液的pH值，制得具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液。
在上述制备方法中，稀释所用的溶剂包括无水乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃和环己烷中的一种或多种组合。
在上述制备方法中，将氧化石墨烯分散液的pH值调节为8～10。
在上述制备方法中，用氨水调节氧化石墨烯分散液的pH值。
在上述制备方法中，溶剂热反应的反应温度为120℃～200℃。
在上述制备方法中，溶剂热反应的反应时间为12h～24h。
在上述制备方法中，通过浸涂、淋涂或喷涂的方法将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材。
在上述制备方法中，固化温度为80℃～100℃。
在上述制备方法中，还包括：将吸波蜂窝材料切成在300mm×300mm×5mm和300mm×300mm×30mm之间的样本进行微波平板反射率测试。
由上述方法制备的吸波蜂窝材料。
本发明提供了一种制备吸波蜂窝材料的方法，具体地，在蜂窝芯材上涂布石墨烯水凝胶，石墨烯水凝胶不仅是一种很轻的材料并且具有强吸附的特点，而蜂窝芯材在保证足够的强度的同时，能最大限度的减轻材料的重量，因此由该方法制备得到吸波蜂窝材料具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的优点，可以广泛应用于生产生活的各个领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的用于制备吸波蜂窝材料的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明针对现有的吸波材料存在的吸收频带窄、密度大等缺点，通过在蜂窝芯材上涂布石墨烯水凝胶制备了一种新型的吸波蜂窝材料，如图1所示，示出制备吸波蜂窝材料的方法的流程图。本发明的吸波蜂窝材料的制备方法具体包括：
S1：制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液。在该步骤中，采用humers方法制备得到氧化石墨烯分散液，稀释氧化石墨烯分散液，并且随后用氨水调节将氧化石墨烯分散液的pH值调节至8～10，优选地将pH调节为9，得到一定浓度稳定分散的氧化石墨烯分散液，制得具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液。在该步骤中，优选地，稀释用溶剂可以为无水乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃和环己烷中的一种或多种组合。
S2:对氧化石墨烯分散液进行溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。在优选实施例中，在反应釜中在120℃～200℃的温度下进行12h～24h的溶剂热反应，优选地，在180℃进行15h的溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。
S3：将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。在该步骤中，通过浸涂、淋涂或者喷涂的方法将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材。
S4：干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。在该步骤中，在80℃～100℃的温度下干燥、固化5h～15h，优选地在90℃下干燥、固化，得到吸波蜂窝材料。
将上述制得的吸波蜂窝材料切成在300mm×300mm×5mm和300mm×300mm×30mm之间的样本进行微波平板反射率测试。
本发明提供了一种简单易行的制备吸波蜂窝材料的方法，利用石墨烯水凝胶的质量轻和吸附强的特点，结合蜂窝芯材的强度好、抗压、抗弯曲和超轻型结构的特性，制备得到的吸波蜂窝材料具有厚度薄、质量轻、频带宽、吸收强的优点，可以广泛应用于生产生活的各个领域。
实施例1
利用humers方法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯用无水乙醇稀释，用氨水调节将石墨烯水溶液的pH调节至8，得到一定浓度稳定分散的石墨烯分散液；在反应釜中在120℃的温度下对氧化石墨烯分散液进行24h的溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。通过浸涂将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。在80℃的温度下干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
将蜂窝芯材切成300mm×300mm×5mm的样本进行微波平板放射率测试。厚度为5mm的吸波蜂窝材料在2-10GHz，吸收强度达5dB。
实施例2
利用改性的humers方法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯用无水乙醇稀释，用氨水调节将石墨烯水溶液的pH调节至10，得到一定浓度稳定分散的石墨烯分散液；在反应釜中在200℃的温度下对氧化石墨烯分散液进行12h的高温高压溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。通过浸涂将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。并且在100℃的温度下干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
将蜂窝芯材切成300mm×300mm×30mm的样本进行微波平板放射率测试。厚度为10mm的吸波蜂窝材料在3-12GHz，吸收强度达8dB。
实施例3
利用humers方法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯用丙酮稀释，用氨水调节将石墨烯水溶液的pH调节至9，得到一定浓度稳定分散的石墨烯分散液；在反应釜中在150℃的温度下对氧化石墨烯分散液进行18h的高温高压溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。通过淋涂将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。并且在90℃的温度下干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
将蜂窝芯材切成300mm×300mm×25mm的样本进行微波平板放射率测试。厚度为15mm的吸波蜂窝材料在4-12GHz，吸收强度达13dB。
实施例4
利用humers方法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯用乙二醇稀释，用氨水调节将石墨烯水溶液的pH调节至8.5，得到一定浓度稳定分散的石墨烯分散液；在反应釜中在180℃的温度下对氧化石墨烯分散液进行15h的高温高压溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。通过淋涂将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。并且在85℃的温度下干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
将蜂窝芯材切成300mm×300mm×10mm的样本进行微波平板放射率测试。厚度为20mm的吸波蜂窝材料在2-10GHz，吸收强度达15dB。
实施例5
利用humers方法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯用甲醇稀释，用氨水调节将石墨烯水溶液的pH调节至9.5，得到一定浓度稳定分散的石墨烯分散液；在反应釜中在130℃的温度下对氧化石墨烯分散液进行14h的高温高压溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶。通过喷涂将石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上。并且在95℃的温度下干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
将蜂窝芯材切成300mm×300mm×20mm的样本进行微波平板放射率测试。厚度为30mm的吸波蜂窝材料在2-12GHz，吸收强度达17dB。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种吸波蜂窝材料的制备方法，其特征在于，包括：
制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液；
对所述氧化石墨烯分散液进行溶剂热反应，得到具有立体网络骨架结构的石墨烯水凝胶；
将所述石墨烯水凝胶涂布到蜂窝芯材上；以及
干燥、固化涂布的蜂窝芯材，得到吸波蜂窝材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备具有稳定浓度的氧化石墨烯分散液的步骤具体包括：
制备氧化石墨烯分散液,稀释所述氧化石墨烯分散液并且调节所述氧化石墨烯分散液的pH值，制得具有稳定浓度的所述氧化石墨烯分散液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，稀释所用的溶剂包括无水乙醇、甲醇、乙二醇、丙酮、四氢呋喃和环己烷中的一种或多种组合。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述氧化石墨烯分散液的pH值调节为8～10。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，用氨水调节所述氧化石墨烯分散液的pH值。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的反应温度为120℃～200℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的反应时间为12h～24h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过浸涂、淋涂或喷涂的方法将所述石墨烯水凝胶涂布到所述蜂窝芯材。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化温度为80℃～100℃。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：将所述吸波蜂窝材料切成在300mm×300mm×5mm和300mm×300mm×30mm之间的样本进行微波平板反射率测试。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的方法制备的吸波蜂窝材料。
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