[發明專利]氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料及制法

有效

• 申請號: 202010307777.8
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111484705B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 曲兆明;袁揚;王慶國;趙敏;王妍;孫肖寧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/10;C08K3/04;C08K3/22;H01B3/40
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料及制法，涉及非線性導電復合材料領域。步驟如下：將氧化石墨烯倒入無水乙醇中，分散后，加入二水合醋酸鋅分散得溶液A；加入氫氧化鈉溶液到pH為9?11，得懸浮液A；加入水合肼溶液，85?95℃攪拌3?5h，得懸浮液B；加熱至170?190℃反應19?21h得懸浮液C，抽濾，洗滌，濾餅干燥后得GNPs?ZnO粉體；與無水乙醇混合并分散，加入E?51環氧樹脂分散后，加熱至75?85℃攪拌，將無水乙醇去除；加入固化劑，50?60℃攪拌后倒入模具抽氣泡，常溫放置22?24h后90?110℃加熱3?5h，得固化成型的GNPs?ZnO/ER復合材料；GNPs?ZnO占25%。該制法步驟簡單且效果良好；所制得的復合材料具有良好可重復非線性導電行為，能夠較好地滿足電子設備自適應電磁防護的實際需要。

技術領域

本發明涉及非線性導電復合材料領域，尤其是一種氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料及制法。

背景技術

近些年來，大規模集成電路在軍事電子信息設備上獲得廣泛使用，極大提升了電子系統和設備的信息化和智能化。與此同時，隨著高功率微波等電磁脈沖武器(EMP)的不斷發展和運用，致使空間的電磁環境越來越惡劣，電子系統和設備的電磁環境效應日益顯著。因此，做好電磁防護工作是保證電子系統和設備發揮正常性能的關鍵。

電磁防護材料作為電磁威脅的有效屏障，是解決電磁防護的有效手段之一。傳統的電磁防護材料是利用其對入射電磁波的吸收衰減或反射進而將電磁波與被保護的電子設備隔離開，從而達到電磁防護的目的。但這類材料對有用的和惡意的電磁信號都進行了屏蔽，使得電子設備與外界的正常聯系受到了阻礙。因此，如何處理電子設備正常收發信號與過電壓、雷擊浪涌、靜電放電以及強電磁脈沖防護攻擊之間的矛盾成為了解決問題的關鍵。

申請號為201811207637.2的中國專利《場致非線性導電復合材料制法、所制得的復合材料及應用》，提供一種場致非線性導電復合材料，所制得的復合材料質量輕、均勻性好、導電非線性系數高，可用于過電壓防護、雷擊浪涌保護、防靜電以及自適應電磁脈沖防護領域。但是在對這種復合材料進行伏安特性測試和特性分析后，雖然這種場致非線性導電復合材料表現出了明顯的非線性導電行為和較大的非線性導電系數，但發現這種復合材料在多次測試后都出現了非線性導電特性消失的問題，說明其制備的改性石墨烯/環氧樹脂復合材料的可重復性較差，對其在電子設備智能電磁防護的實際應用前景造成很大影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料及制法，該制法步驟簡單且效果良好；所制得的復合材料具有良好可重復非線性導電行為，能夠較好地滿足電子設備自適應電磁防護的實際需要。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

一種氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料制法，包括如下步驟：

(1)將氧化石墨烯粉體倒入無水乙醇中，分散后，加入二水合醋酸鋅粉末并繼續分散，得到分散均勻的溶液A；

(2)將氫氧化鈉溶液加入到溶液A中并攪拌，直到溶液的pH值穩定在9-11后，常溫攪拌，得到懸浮液A；

(3)向懸浮液A中加入水合肼溶液，然后加熱至85-95℃并持續攪拌3-5h，得到懸浮液B；

將懸浮液B加熱至170-190℃反應19-21h得到懸浮液C，抽濾，洗滌，將濾餅冷凍干燥后，得到GNPs-ZnO粉體；

(4)將GNPs-ZnO粉體與無水乙醇混合并分散，加入E-51環氧樹脂分散后，加熱至75-85℃并充分攪拌，并將無水乙醇完全去除；最后加入固化劑，在50-60℃下攪拌后倒入模具并抽氣泡，常溫放置22-24h后于90-110℃加熱3-5h，得到固化成型的GNPs-ZnO/ER復合材料，即氧化鋅包覆石墨烯/環氧樹脂非線性導電復合材料；