多孔石墨烯蜂窝芯材及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113402809A(43)申请公布日2021.09.17(21)申请号202110586531.3C08K3/04(2006.01)(22)申请日2021.05.27(71)申请人北京汽车研究总院有限公司地址101300北京市顺义区仁和镇双河大街99号院1幢(D7-001)(72)发明人孙江曼王智文孙垒(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人刘梦晴(51)Int.Cl.C08L23/12(2006.01)C08L33/12(2006.01)C08L23/06(2006.01)C08L25/06(2006.01)C08L33/20(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图1页(54)发明名称多孔石墨烯蜂窝芯材及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了多孔石墨烯蜂窝芯材及其制备方法和应用。该方法包括：将剥离后的石墨烯纳米片、聚甲基丙烯酸甲酯、高分子材料和有机溶剂混合并超声得到静电纺丝液；采用静电纺丝液进行静电纺丝处理得到石墨烯纤维膜；将石墨烯纤维膜和热塑性材料混合并挤出造粒得到具有石墨烯片层的热塑性粒料；对热塑性粒料进行挤出、蜂窝成型和切割处理得到多孔石墨烯蜂窝芯材。该方法将PMMA和石墨烯同时用于热塑性的塑料蜂窝粒料中，既能实现多孔结构的石墨烯蜂窝芯材的制备，而且多孔性可降低蜂窝芯的密度，实现轻量化，达到节能减排、提升性能的目的，同时添加石墨烯不仅可增强力学性能、热稳定性、保温性，还能提高隔音隔热性能，并赋予蜂窝材料电磁屏蔽效应。CN113402809ACN113402809A权利要求书1/1页1.一种制备多孔石墨烯蜂窝芯材的方法，其特征在于，包括：(1)将剥离后的石墨烯纳米片、聚甲基丙烯酸甲酯、高分子材料和有机溶剂混合并超声，以便得到静电纺丝液；(2)采用所述静电纺丝液进行静电纺丝处理，以便得到石墨烯纤维膜；(3)将所述石墨烯纤维膜和热塑性材料混合并挤出造粒，以便得到具有石墨烯片层的热塑性粒料；(4)对所述热塑性粒料进行挤出、蜂窝成型和切割处理，以便得到多孔石墨烯蜂窝芯材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将石墨烯纳米片、聚甲基丙烯酸甲酯、高分子材料和有机溶剂混合后磁力搅拌6～12h，再超声处理2～4h，任选地，所述磁力搅拌在室温下进行，所述超声处理在15～25℃的水浴条件下进行，任选地，步骤(1)中，所述高分子材料为选自聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯中的至少之一，任选地，步骤(1)中，所述有机溶剂为选自二甲基亚砜、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙二醇、正丁醇和异丙醇中的至少之一，任选地，步骤(1)中，所述静电纺丝液包括0.2～2wt％的石墨烯纳米片、2～10wt％的聚甲基丙烯酸甲酯、10～40wt％的高分子材料和余量的有机溶剂。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述静电纺丝处理的喷头与接收器的接收距离为20～30cm，纺丝液的流速为0.2～2ml/h，电压为10～20kV，任选地，所述静电纺丝的接收装置为辊筒，辊筒转速为1000～3000转/分，接收器加热温度为28～32℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述挤出造粒的温度为160～190℃，任选地，步骤(3)中，所述热塑性材料为选自聚丙烯、聚碳酸酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少之一，任选地，步骤(3)中，所述石墨烯纤维膜和所述热塑性材料的质量比为(10～20):100。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，对所述热塑性粒料进行挤出、烘干形成蜂窝堆，再进行电热丝切割处理，以便得到多孔石墨烯蜂窝芯材。6.一种多孔石墨烯蜂窝芯材，其特征在于，采用权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到。7.权利要求1～5中任一项所述的制备多孔石墨烯蜂窝芯材的方法和/或权利要求6所述的多孔石墨烯蜂窝芯材在汽车、高铁和航天领域的用途。8.一种车辆，其特征在于，包括采用权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到的多孔石墨烯蜂窝芯材。9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，包括汽车和高铁。10.一种飞行器，其特征在于，包括采用权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到的多孔石墨烯蜂窝芯材。2CN113402809A说明书1/10页多孔石墨烯蜂窝芯材及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于复合材料领域，具体而言，涉及多孔石墨烯蜂窝芯材及其制备方法和应用。背景技术[0002]目前的蜂窝芯材料主要包括纸蜂窝、铝蜂窝和塑料蜂窝材料，但是纸蜂窝易湿、易潮，铝蜂窝价格高、隔音效果差、腐蚀性差，而塑料蜂窝材料成功解决了上述问题，并广泛应用在汽车、高铁、飞机领域。面对日益严苛的法规要求，汽车、高铁