[发明专利]碳基复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种碳基复合材料及其制备方法与应用。该碳基复合材料包括碳纤维基层；粘结层，粘结层负载在碳纤维基层的表面；及改性氧化石墨烯材料层，改性氧化石墨烯材料层形成于粘结层的表面；其中，氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。该碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，特别是涉及一种碳基复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着现代科技的发展和人们生活水平的提高，高科技的电器产品得到越来越多的人青睐，手机、电脑、电磁炉等给人们带来便利的同时，电磁辐射给人们的危害也越来越大。为了减少电磁辐射给人们带来的危害，电磁屏蔽材料的需求也越来越大。

传统技术中采用的电磁屏蔽材料主要以在金属壳体或绝缘高分子材料中添加导电填料形成的复合材料为主。一方面，金属壳体对电磁波进行全反射效应，导致相应电磁屏蔽材料内部电磁紊乱，电磁环境恶化，对内部元器件自身造成一定电磁干扰，使设备产生故障可能性增加。另一方面，高分子材料中添加导电剂多为导电炭黑，导电炭黑与大分子量高分子材料的极性不同，使炭黑在高分子树脂中的分散性较差，不能形成导电网络，存在复合材料导电性差、导电不均匀性等缺点。技术人员尝试采用碳纤维制备电磁屏蔽材料，碳纤维具有轻质、力学强度高、导热性好、模量比高以及良好的导电特性等特性，相比于传统高强钢、铝合金、钛合金等轻质金属材料，碳纤维复合材料具有明显的减重优势。然而，大量研究证明：碳纤维虽然具有一定电磁屏蔽性能，但是存在吸收损耗低、吸收频带窄等问题，难以满足日渐增益的军工和车用等领域对电磁屏蔽效果的要求。此外，碳纤维布在实际使用过程中，不可避免会吸尘从而滋生细菌，产生霉变反应，不仅不美观，而且造成材料稳定性差，降低服役期。

因此，现有技术仍有待发展。

发明内容

基于此，本发明提供了一种碳基复合材料及其制备方法与应用，该碳基复合材料能在较宽的吸收频带内保持较高的吸收损耗，同时兼具优异的抑菌性能。

本发明的技术方案如下。

本发明的一方面提供了一种碳基复合材料，所述碳基复合材料包括：

碳纤维基层；

粘结层，所述粘结层负载在所述碳纤维基层的表面；及

改性氧化石墨烯材料层，所述改性氧化石墨烯材料层形成于所述粘结层的表面；

其中，所述改性氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。

在其中一些实施例中，改性氧化石墨烯材料层采用氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液混合制成，氧化石墨烯材料分散液和三角银纳米粒子溶液的体积比为(100:5)～(60:120)；氧化石墨烯材料分散液的浓度为8mg/mL～15mg/mL。

在其中一些实施例中，所述改性氧化石墨烯材料层的厚度为150nm～500nm。

在其中一些实施例中，所述粘结层采用碳纤维浸渍胶形成。

在其中一些实施例中，所述碳纤维基层的材质为碳纤维或碳纤维与树脂的复合材料。

本发明的另一方面，提供一种碳基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

提供碳基布，所述碳基布包括碳纤维基层和负载于所述碳纤维基层的表面的粘结层；

在所述碳基布的所述粘结层的表面形成改性氧化石墨烯材料层；

其中，所述氧化石墨烯材料层的组分包括三角银纳米粒子及包覆所述三角银纳米粒子的氧化石墨烯材料。

在其中一些实施例中，所述形成改性氧化石墨烯材料层的步骤包括如下步骤：