[发明专利]一种芳纶纤维增强的3D石墨烯/环氧树脂复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种芳纶纤维增强的3D石墨烯/环氧树脂复合材料，其特征在于，所述芳纶纤维均匀分散负载于3D石墨烯上，所述的复合材料导电性在10²S/m以上，压缩强度为115Mpa以上，所述复合材料中芳纶纤维与3D石墨烯的质量比为1:0.1～1:50，所述复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯超声分散均匀后，加入芳纶纤维搅拌均匀，进行化学还原得到了芳纶纤维增强的石墨烯水凝胶，经冷冻干燥或超临界干燥后，得到芳纶纤维增强的石墨烯气凝胶；

（2）将步骤（1）得到的芳纶纤维增强的石墨烯气凝胶高温处理后，得到高导电的复合气凝胶；

（3）在步骤（2）得到高导电的复合气凝胶中真空灌注环氧树脂组合物，得到所述3D石墨烯/环氧树脂复合材料。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述芳纶纤维为对位芳纶纤维浆粕，其平均长度为2mm-2.5mm。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中芳纶纤维与3D石墨烯的质量比为1：0.4-1：20。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，步骤（1）中，超声时间为0.5-2h，将氧化石墨烯与芳纶纤维按照1：0.1～1：50的比例混合后，采用两步处理的方法，首先在60-90℃加热6-12h进行化学还原，干燥后，再进行高温热处理。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的化学还原使用的还原剂为氢碘酸HI、抗坏血酸VC、对苯二胺中的一种或几种，反应时间为2-24h。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的高温热处理的温度为1000℃以上，处理时间为1h以上。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，其中所用环氧树脂组合物是由以下重量份数的原料制成：环氧树脂100份、固化剂0.5～89份、DMP301份；所用环氧树脂选自双酚A型甘油醚类环氧树脂。

8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，其中所用环氧树脂组合物是由以下重量份数的原料制成：环氧树脂100份、固化剂0.5～89份、DMP301份；所用环氧树脂选自缩水甘油类环氧树脂。

9.根据权利要求7或8所述的复合材料，其特征在于，所述环氧树脂组合物是由以下重量份数的原料制成：环氧树脂100 份、固化剂1～89份、DMP301份。

10.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，步骤（3）中，在步骤（2）得到高导电的复合气凝胶中真空灌注环氧树脂组合物，放置在真空烘箱中，固化温度为80～160℃，固化的时间为0～6h。

11.权利要求1-10中任一项所述的复合材料作为具有优良缓冲能力的导电材料或电磁屏蔽材料的应用。