一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板及其制备方法，所述复合材料板由体积分数为10～25％的石墨烯包覆的玻璃棉毡和体积分数为75～90％的树脂基体组成；其特征在于所述石墨烯包覆的玻璃棉毡由玻璃纤维棉毡和石墨烯组成，所述玻璃纤维棉毡由玻璃纤维单丝和粘结剂组成；所述石墨烯均匀包覆在粘结剂表面，形成连续的包覆结构；所述的制备方法包括以下步骤：(1)玻璃纤维表面改性；(2)氧化石墨烯修饰玻璃纤维；(3)氧化石墨烯还原；(4)树脂预浸料真空浸渍加热固化。本发明专利技术采用石墨烯包覆的玻璃棉毡为增强相，提高复合材料板的耐高温性能与力学性能，通过填充树脂，提高复合材料基板的电磁屏蔽性能。高复合材料基板的电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种纤维增强型树脂复合材料板及其制备方法，特别是涉及一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板及其制备方法

技术介绍

[0002]电磁污染是指天然和人为产生的电磁波所带来的干扰及有害的电磁辐射。随着广播、电视、微波技术等科学技术和电子工业的发展，以及大规模集成电路的快速发展以及电子设备的日益普及为人们的生活带来了很大的便利，但随之而来的还有电磁辐射的污染，电磁污染逐渐成为人类生活中的另一种公害。据报道强烈的电磁波辐射会损害人体健康，会干扰电子仪器的灵敏度，影响灵敏电子仪器的正常工作，甚至危害其使用寿命。另外机器运算时会发散出大量的电磁辐射，其中会携带大量的运算信息，造成自身机密信息的泄露。随着各国电子信息战争及电子对抗的发展，利用高强度的电磁波辐射对对方造成攻击也成为了其中的一大手段，但是作为电子元器件外壳的工程塑料对电子产品产生的电磁波无任何屏蔽作用。因此，电磁屏蔽材料也越来越受到人们的关注，制备导电高分子材料，赋予高分子复合材料以导电性能将有效解决电磁屏蔽问题。玻璃纤维是工程塑料中常用的增强材料，通过制备导电玻璃纤维作为复合材料的填料虽然可以使复合材料具有一定的电磁屏蔽性能，但仍难满足电子行业对材料越来越高的要求，因此深入研发更高性能的树脂基复合材料依然是今后电子材料发展的方向。
[0003]申请号为CN00802324.7的中国专利技术专利公开了一种屏蔽效果高的电磁屏蔽板。电磁屏蔽板由具有弹性的导电性的平板构成，在该电磁屏蔽板的边缘具有前端侧从板面突出的弯曲连接片和支撑部。该电磁屏蔽板和印刷电路基板结合时，通过使印刷电路基板的接地结构与连结片确实地接触，可以收到高屏蔽效果。
[0004]公开号为CN102065672B的中国专利技术专利公开了一种将利乐包装废弃物有效回收利用以制作电磁屏蔽板的方法，该制作方法，先将利乐包装废弃物粉碎制得纸/塑/铝纤维混合物；以纸/塑/铝纤维混合物为基材，以直径为30-60μm、长度为3-10mm金属纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中至少铺装有一层金属纤维层；每平方米压坯中金属纤维施加量为92-125g；再将压坯压制成板材即可。该方法简单可行、实施方便、成本低廉，该板材不仅具有优良的屏蔽效能，而且物理力学性能好。
[0005]公开号为CN1384703的中国专利技术专利公开了一种电磁屏蔽板，具有玻璃衬底和形成于该衬底上的几何图案，其中，所述几何图案包括一种从金属和金属氧化物组成的组中选出的无机填料，以及一种软化点大约为200-700℃的玻璃成分。
[0006]如上述三个专利所示，其均公开了本领域的相关的技术产品，但是对于具有电磁屏蔽性能的高性能树脂基复合材料鲜有提及。因此，急需研制一种结构更加稳定、物理力学性能更加优良、同时电磁屏蔽性能更加优异的树脂基复合材料基板。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的旨在克服现有技术的不足，提供一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板及其制备方法。
[0008]为实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板，由体积分数为10～25％的石墨烯包覆的玻璃棉毡和体积分数为75～90％的树脂基体组成，其特征在于所述的石墨烯包覆的玻璃棉毡由玻璃纤维棉毡和石墨烯组成，所述玻璃纤维棉毡由玻璃纤维单丝和粘结剂组成，所述粘结剂均匀包覆在玻璃纤维单丝表面和不同玻璃纤维单丝之间的搭接处，所述粘结剂为改性酚醛树脂，所述石墨烯均匀包覆在粘结剂表面，形成连续的包覆结构，这种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板的制备方法包括如下顺序的步骤：
[0009](1)先将上述玻璃纤维棉毡放入一定浓度的盐酸溶液中浸泡，再将该玻璃纤维棉毡放入一定浓度的γ-氨丙基三甲氧基硅烷醇水溶液中浸泡，最后取出烘干；
[0010](2)将步骤(1)获得的玻璃纤维棉毡放入一定浓度牛血清蛋白溶液中浸泡处理，然后经去离子水冲洗并烘干得到表面改性的玻璃纤维棉毡；
[0011](3)将步骤(2)获得的表面改性的玻璃棉毡放入一定浓度的氧化石墨烯溶液中浸泡一定时间，获得氧化石墨烯均匀包覆的玻璃纤维棉毡；
[0012](4)配制氢碘酸与乙酸的混合溶液，将步骤(3)制备的氧化石墨烯均匀包覆的玻璃纤维棉毡放置于溶液上方，将溶液加热，使溶液蒸汽通过玻璃棉，保持一定时间，获得石墨烯包覆的玻璃棉毡；
[0013](5)将步骤(4)获得的石墨烯包覆的玻璃棉毡置于模具中，浇注搅拌均匀的树脂预浸料，加热真空浸渍，固化后得到石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂基复合材料板。
[0014]本专利技术的有益效果是：
[0015](1)采用高效稳定的方法，使石墨烯与玻璃纤维形成均匀稳定的结合，使二者的有益性能得到充分的利用；(2)本专利技术采用石墨烯包覆的玻璃棉毡作为复合材料的增强相，能够显著提高复合材料的室温及高温承载能力，使复合材料的寿命得到显著提高，同时赋予材料电磁屏蔽性能。
具体实施方式
[0016]以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。
[0017]实施例1：
[0018]一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板，由体积分数为10％的石墨烯包覆的玻璃棉毡和体积分数为90％的树脂基体组成，其特征在于所述的石墨烯包覆的玻璃棉毡由玻璃纤维棉毡和石墨烯组成，所述玻璃纤维棉毡由玻璃纤维单丝和粘结剂组成，所述粘结剂均匀包覆在玻璃纤维单丝表面和不同玻璃纤维单丝之间的搭接处，所述粘结剂为改性酚醛树脂，所述石墨烯均匀包覆在粘结剂表面，形成连续的包覆结构，这种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板的制备方法包括如下顺序的步骤：
[0019](1)先将上述玻璃纤维棉毡放入一定浓度的盐酸溶液中浸泡，再将该玻璃纤维棉毡放入一定浓度的γ-氨丙基三甲氧基硅烷醇水溶液中浸泡，最后取出烘干；
[0020](2)将步骤(1)获得的玻璃纤维棉毡放入一定浓度牛血清蛋白溶液中浸泡处理，然
后经去离子水冲洗并烘干得到表面改性的玻璃纤维棉毡；
[0021](3)将步骤(2)获得的表面改性的玻璃棉毡放入一定浓度的氧化石墨烯溶液中浸泡一定时间，获得氧化石墨烯均匀包覆的玻璃纤维棉毡；
[0022](4)配制氢碘酸与乙酸的混合溶液，将步骤(3)制备的氧化石墨烯均匀包覆的玻璃纤维棉毡放置于溶液上方，将溶液加热，使溶液蒸汽通过玻璃棉，保持一定时间，获得石墨烯包覆的玻璃棉毡；
[0023](5)将步骤(4)获得的石墨烯包覆的玻璃棉毡置于模具中，浇注搅拌均匀的树脂预浸料，加热真空浸渍，固化后得到石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂基复合材料板。
[0024]述仅为本专利技术的一个具体实施方式，但本专利技术的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本专利技术进行非实质性的改动，均应属于侵犯本专利技术保护的范围的行为。但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本专利技术技术方案的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板，由体积分数为10～25％的石墨烯包覆的玻璃棉毡和体积分数为75～90％的树脂基体组成，其特征在于所述的石墨烯包覆的玻璃棉毡由玻璃纤维棉毡和石墨烯组成，所述玻璃纤维棉毡由玻璃纤维单丝和粘结剂组成，所述粘结剂均匀包覆在玻璃纤维单丝表面和不同玻璃纤维单丝之间的搭接处，所述粘结剂为改性酚醛树脂，所述石墨烯均匀包覆在粘结剂表面，形成连续的包覆结构，所述树脂基体为酚醛树脂或环氧树脂中的一种；这种石墨烯包覆的玻璃棉毡树脂复合材料板的制备方法包括如下顺序的步骤：(1)先将上述玻璃纤维棉毡放入一定浓度的盐酸溶液中浸泡，再将该玻璃纤维棉毡放入一定浓度的γ-氨丙基三甲氧基硅烷醇水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈照峰，李顺，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：