[發明專利]一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011619833.8
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112852005B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 章建君;胡軍明;毛惠敏
• 申請（專利權）人: 寧波益德新材料有限公司
• 主分類號: C08J9/32
• 分類號: C08J9/32;C08J5/18;C08L79/08;C08K3/04
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

1.一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將高純度石墨烯與熱膨脹微球發泡劑加入可溶性聚酰亞胺溶液中，高速攪拌，制得低粘度的混合溶液；

(2)將混合溶液倒在金屬板材上并蒸發溶劑后進行非接觸式加熱制得石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料；

所述高純度石墨烯由石墨粉經2850℃高溫煅燒、插層和機械剝離后制得，其片層小于10層，碳含量大于99.9wt％；

所述熱膨脹微球發泡劑由外殼和芯材兩部分組成，外殼和芯材的質量比為20～30:1；外殼為甲基丙烯酸甲酯、偏二氯乙烯和丙烯腈的共聚物，且共聚物中甲基丙烯酸甲酯的質量占比為5～25％，偏二氯乙烯的質量占比為20～75％，丙烯腈的質量占比為20～70％；芯材為異戊烷、正戊烷、正己烷、異己烷、異辛烷或正辛烷；

高速攪拌的轉速為600～1000r/min，攪拌時間為30～90min；

混合溶液的粘度為1.3～10Pa·s；

非接觸式加熱的溫度為70～200℃。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，可溶性聚酰亞胺溶液的濃度為1～10wt％；

可溶性聚酰亞胺溶液是將聚酰亞胺溶解在極性溶劑中并低速攪拌一定時間形成；

低速攪拌的轉速為50～200r/min，攪拌時間為1～5h。

3.根據權利要求2所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，極性溶劑為甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、四氫呋喃、二甲基亞砜、六甲基磷酰三胺、乙腈、乙醇或丙酮。

4.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，可溶性聚酰亞胺溶液與高純度石墨烯的質量比為10～100:1～5，高純度石墨烯與熱膨脹微球發泡劑的質量比為1～5:1～3。

5.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，非接觸式加熱的時間為30～60min。

6.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，金屬板材為電解精制的金屬板材，金屬板材的材質為銀、銅、金、鋁、鎳或不銹鋼。

7.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，蒸發溶劑在真空狀態下進行，所述真空狀態的真空度為-0.098～-0.05MPa。

8.根據權利要求1所述的一種石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的制備方法，其特征在于，非接觸式加熱為遠紅外加熱。

9.采用如權利要求1～8任一項所述的方法制得的石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料，其特征在于：為石墨烯/聚酰亞胺微晶球薄膜，石墨烯/聚酰亞胺微晶球薄膜的太陽光吸收效率為90～95％。

10.如權利要求9所述的石墨烯/聚酰亞胺微晶球復合材料的應用，其特征在于：應用于太陽能熱水器，將石墨烯/聚酰亞胺微晶球薄膜貼附于太陽能真空管的內壁。