[发明专利]多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用，涉及纳米材料技术领域。该多孔石墨烯电磁吸波复合材料，所述复合材料采用多种组份的纳米粒子、环氧树脂、发泡剂与石墨烯微片复合构成，并且该复合材料为多孔结构，同时多孔结构中孔道的孔径为0.5nm‑1.5cm，孔隙率为40％‑80％，所述复合材料对于波长为7GHz‑10GHz的电磁波的吸收率为5％～50％。该多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用，通过采用多种组份的纳米粒子、环氧树脂、发泡剂与石墨烯微片的组合，经过特殊的制备，使得材料能够对电磁波进行有效地吸收或损耗，减少电磁波二次反射，在一定程度上减轻了石墨烯片层的团聚。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体为一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用。

背景技术

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。

电磁波辐射造成了电磁污染、电磁干扰、泄密等棘手问题，妨碍了电子信息工业发展。人们通过吸波材料有效解决这一问题。在飞机、导弹、坦克、舰艇、仓库等各种武器装备和军事设施上面涂覆吸收材料，就可以吸收侦察电波、衰减反射信号，从而突破敌方雷达的防区，这是反雷达侦察的一种有力手段，减少武器系统遭受红外制导导弹和激光武器袭击的一种方法。也可作为墙面涂料，吸收家用电器发出的电磁辐射。

但现有的吸波材料还是存在缺陷，即电磁波进入到材料内部后，材料不能够对电磁波进行有效地吸收或损耗，容易导致电磁波二次反射。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料、其制备方法及应用，具备材料能够对电磁波进行有效地吸收或损耗，减少电磁波二次反射等优点，解决了电磁波进入到材料内部后，材料不能够对电磁波进行有效地吸收或损耗，容易导致电磁波二次反射的问题。

(二)技术方案

为实现上述过程简单和检测结果明显的目的，本发明提供如下技术方案：

一种多孔石墨烯电磁吸波复合材料，所述复合材料采用多种组份的纳米粒子、环氧树脂、发泡剂与石墨烯微片复合构成，并且该复合材料为多孔结构，同时多孔结构中孔道的孔径为0.5nm-1.5cm，孔隙率为40％-80％，所述复合材料对于波长为7GHz-10GHz的电磁波的吸收率为5％～50％。

进一步改进的是：所述石墨烯微片中含有Fe3+，并且Fe3+的含量为0.1wt％～80wt％。

进一步改进的是：所述石墨烯微片的厚度为0.34nm～1mm。

进一步改进的是：所述发泡剂与含Fe3+的石墨烯微片的质量比为1/1000～1/0.1，而所述含Fe3+的石墨烯微片与多种组份的纳米粒子的质量比为1/1000～900/1。

进一步改进的是：所述多种组份的纳米粒子由聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、酚醛树脂、橡胶树脂、聚乙二醇、聚碳酸酯、聚酰亚胺中的任一种或两种以上的组合。

进一步改进的是：所述发泡剂包括碳酸盐、H2O2、硅酸钠、碳化硅、碳黑、三氯氟甲烷、正庚烷、十二烷基硫酸钠偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸二异丙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸中的任一种或两种以上的组合。