The invention discloses a graphene alumina fiber composite material and its preparation method, the swelling of graphene oxide coated alumina fiber surface and the fusion effect can be realized on crosslinking of alumina fiber. As a sizing agent and a crosslinking agent, graphene oxide can be evenly coated with alumina fibers. The crosslinking process is fast and simple, and the crosslinking strength is high. After further reduction, graphene oxide crosslinking layer into graphene crosslinking layer, enhances the interaction between alumina fiber, reduce the contact resistance between the fibers and the alumina fibers exhibited excellent mechanical properties and conductivity, can be used for reinforced composite material. The method of using graphene to cross - link alumina fiber has great research value and wide application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯-氧化铝纤维复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合纤维领域,尤其涉及一种石墨烯-氧化铝纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
氧化铝纤维是高性能无机纤维的一种。它以Al2O3为主要成分,有的还含有其它金属氧化物如SiO2和B2O3等成分,具有长纤、短纤、晶须等形式。氧化铝纤维的突出优点是有高强度、高模量、超常的耐热性和耐高温氧化性。与碳纤维和金属纤维相比,可以在更高温度下保持很好的抗拉强度;其表面活性好,易于与金属、陶瓷基体复合;同时还具有热导率小,热膨胀系数低,抗热震性好等优点。此外,与其它高性能无机纤维如碳化硅纤维相比,氧化铝纤维原料成本要低,且生产工艺简单,具有较高的性价比。氧化铝纤维可与树脂、金属或陶瓷进行复合制备高性能复合材料,在航空、航天、军工及高科技领域应用广泛。石墨烯是一种具有单原子层厚度的二维碳材料,具有低密度、极高的力学强度、热导率和电导率和优良的耐腐蚀性,并且与氧化铝纤维之间有较好的亲和性,因此利用纯石墨烯交联氧化铝纤维,可以通过非熔融的手段实现氧化铝纤维的集束和无纺布化,不仅能很好地维持氧化铝纤维的力学强度、耐高温性、耐腐蚀性,而且能提高材料的导电导热性,降低整体比重,可用作高性能复合材料的填充体。本专利技术利用氧化石墨烯在溶剂中的溶胀和融合作用制备得到纯石墨烯交联的氧化铝纤维,相比于熔融交联的方法能更好保持氧化铝纤维本身的强度,相比于采用其他化学方法交联更为简单易行,绿色环保。由于石墨烯本身的高导电性、高导热性、耐腐蚀性等性能,在对氧化铝纤维表面涂覆后,可以提升氧化铝纤维本身的导电导热性和耐碱性,并且由于石墨烯交联的存在 ...
【技术保护点】
一种石墨烯‑氧化铝纤维复合材料,其特征在于,石墨烯包覆在氧化铝纤维表面,氧化铝纤维表面与石墨烯片通过范德华力和氢键连接。氧化铝纤维之间通过包覆在表面的石墨烯实现交联,形成无捻纱,无纺布或短切毡。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯-氧化铝纤维复合材料,其特征在于,石墨烯包覆在氧化铝纤维表面,氧化铝纤维表面与石墨烯片通过范德华力和氢键连接。氧化铝纤维之间通过包覆在表面的石墨烯实现交联,形成无捻纱,无纺布或短切毡。2.一种石墨烯-氧化铝纤维复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)使用氧化石墨烯分散液对氧化铝纤维进行表面涂覆,干燥后得到表面涂覆有氧化石墨烯的氧化铝纤维。(2)将涂覆氧化石墨烯的氧化铝纤维置于溶剂中进行表面溶胀,然后将纤维合并经干燥后形成所述无捻纱,或将纤维相互搭接经干燥后形成所述无纺布或短切毡,干燥温度低于100℃。(3)还原后得到石墨烯-氧化铝纤维复合材料。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中氧化石墨烯分散液的浓度为7mg/g,分散剂为水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲亚砜、二甘醇、吡啶、二氧...
【专利技术属性】
技术研发人员:高超,陈琛,韩燚,李拯,
申请(专利权)人:杭州高烯科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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