一种石墨烯高分子板材的制备方法

摘要

一种石墨烯高分子板材及其制备方法，它涉及一种石墨烯高分子板材及其制备方法，尤其涉及多层石墨烯膜板材及其制备方法。本发明是要解决现有技术制备的石墨烯性能差，生产量低，污染严重，使用剧毒物质对人的身体健康造成危害，无法应用于高分子板材的制备，而现有的树脂高分子板防火阻燃方面不达标，无法满足工业生产需要，且制备工艺复杂的问题。本发明的一种石墨烯高分子板材包括石墨烯膜树脂和骨架材料。制备方法：一、制备石墨烯膜；二、将石墨烯膜和树脂混合，得石墨烯膜树脂；三、将上述得到的石墨烯膜树脂和骨架材料混合，用高压压机压制，即得一种石墨烯高分子板材。本发明用于军工、飞行器、船舶材料领域。

主权项

一种石墨烯高分子板材的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行：步骤一：将厚度为50‑100um、纯度为99.99％Cu的原料铜箔裁剪成宽度20‑1300cm的铜箔，然后用无水乙醇对裁剪后的铜箔清洗2‑3次，再用去离子水清洗1‑3次，最后用氮气吹干；步骤二：将上述吹干后的铜箔送入连续高温锆炉，抽真空使压力达到5‑10Pa后，关闭真空泵，保压1‑20min；步骤三：以80‑100L/min的速度向连续高温锆炉通入氮气，直到压力达到95KPa时停止通入氮气，然后打开真空泵，抽真空使压力达到5‑15Pa，关闭真空泵，然后重复此步骤一次；步骤四：向连续高温锆炉通入氮气和氢气的混合气，直至压力达到5‑15Pa时，将铜箔送入锆炉工区，加热至锆炉工作区温度为950‑1250℃，保温20‑50min；其中，氮气和氢气的体积比为(200‑2000)：1，通入混合气的流速为50‑80L/min；步骤五：待步骤四保温结束后，停止通入氮气和氢气的混合气，打开真空泵抽真空，使锆炉工区压力达到5‑10Pa后，通入甲烷和氢气的混合气，直至锆炉工区压力达到5‑15Pa时，关闭真空泵，然后沉积5‑30min；其中，通入的混合气中甲烷和氢气的体积比为1:1，通入混合气的流速为50‑80L/min；步骤六：沉积结束后，开启真空泵，抽去炉内所有气体，然后通入氮气，温度降至室温后，在铜箔表面形成石墨烯膜；然后用电化学鼓泡法将石墨烯膜剥离铜箔，即得石墨烯膜；其中，降温速度为30‑50℃/min，通入氮气的流速为80‑100L/min，时间为5‑30min；步骤七：用气流粉碎步骤六所得的石墨烯膜，粉碎至50目‑300目，得石墨烯膜粉，然后将石墨烯膜粉添加到树脂中，混匀，得石墨烯膜树脂；其中，石墨烯膜粉与树脂的质量比为1：(500‑990)；步骤八：用步骤七所得的石墨烯膜树脂和骨架材料用捏合机混合，得混合物，然后对混合物进行干燥，干燥至混合物含水率为7％时，将干燥后的混合物送入高压压机中，在温度为165‑195℃，压力为50‑100N的条件下压制，即得石墨烯高分子板材；其中，石墨烯膜树脂和骨架材料的质量比为1：(2.5－3.5)，干燥温度为30‑55℃。