[發明專利]石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料

有效

• 申請號: 201710120280.3
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106905743B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 李永峰;傅婧怡;巫家業;段永麗
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C09D5/32
• 分類號: C09D5/32;C09D5/24;C09D191/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 楊雯茜;姚亮

本發明提供了一種石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料及其制備方法。該涂料型吸波材料的制備方法包括以下步驟：將石墨烯、碳納米管、聚乙烯吡咯烷酮以及N?甲基吡咯烷酮的混合物進行超聲處理，得到一混合液；在攪拌條件下，向所述混合液中加入含鐵化合物和聚合物，之后繼續攪拌一段時間，得到所述的石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料。本發明提供了一種功能化石墨烯與含鐵化合物、高分子聚合物復合涂料型吸波材料及其制備方法，該復合涂料型吸波材料具有優異的吸波性能。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料及其制備方法，屬于材料科學技術領域。

背景技術

吸波材料是能吸收投射到其表面的電磁波能量，并通過材料的損耗轉變為熱能的一類材料。吸波材料最初的設計主要應用于軍事中隱形飛機的研究。隨著社會的進步，無線電磁波等技術的廣泛應用，吸波材料也開始被廣泛的應用在建筑、家電等日常生活中。

石墨烯是一類最新發現的具有二維結構的碳材料。由于其獨特的二維結構，石墨烯具有許多奇特的物理性質，如高比表面積、密度小、機械性能強、導電性優異等。石墨烯也迅速成為當前材料領域的一個研究熱點，也被吸波領域的研究人員所關注。以石墨烯為基質的吸波材料的形態主要包括粉體和高分子兩大類。相較于單純的粉體和高分子吸波材料，涂料型吸波材料的應用更為廣泛，使用時只需涂在相應材料表面即可。

因此，研發以石墨烯為基質的涂料型吸波材料仍是本領域的研究熱點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料及其制備方法。該涂料型吸波材料具有優異的吸波性能。

為達到上述目的，本發明首先提供了一種石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料的制備方法，其包括以下步驟：

(1)將石墨烯、碳納米管、聚乙烯吡咯烷酮以及N-甲基吡咯烷酮的混合物進行超聲處理，得到一混合液；

(2)在攪拌條件下，向步驟(1)得到的混合液中加入含鐵化合物和聚合物，之后繼續攪拌一段時間，得到所述的石墨烯/碳納米管/含鐵化合物/聚合物涂料型吸波材料。

在上述制備方法中，優選地，以質量比計，所述石墨烯、碳納米管、含鐵化合物、聚合物(指步驟(2)中加入的聚合物)的用量比例為(1～5):1:(1～7):(1～5)。

在上述制備方法中，優選地，所采用的石墨烯的厚度為5～20nm，二維片徑尺寸為1～10μm。

在上述制備方法中，優選地，所采用的碳納米管為直徑1～2nm、長度20～80nm的單壁碳納米管和/或外徑2～10nm、長度100～150nm的多壁碳納米管。

在上述制備方法中，優選地，所采用的含鐵化合物包括二茂鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵以及硝酸鐵等中的一種或幾種的組合。更優選地，所采用的三氧化二鐵、四氧化三鐵的粒徑為100～200nm。

在上述制備方法中，優選地，步驟(2)中所采用的聚合物包括聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、F68、聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、橡膠樹脂以及酚醛樹脂等中的一種或幾種的組合。

在上述制備方法中，優選地，在步驟(1)中，以質量比計，所述聚乙烯吡咯烷酮與所述石墨烯的用量比例為1:(0.5～25)。

在上述制備方法中，優選地，在步驟(1)中，以體積(mL)/質量(mg)比計，所述N-甲基吡咯烷酮與所述石墨烯的用量比例為250mL/(50～250mg)。

在上述制備方法中，優選地，步驟(1)中的超聲處理的時間為2～4h，超聲工作頻率為20～40kHz，功率50～80W。