[发明专利]一种仿贝壳轻质高强复合材料及其制备方法有效
| 申请号： | 202011218894.3 | 申请日： | 2020-11-04 |
| 公开（公告）号： | CN112266497B | 公开（公告）日： | 2021-09-14 |
| 发明（设计）人： | 郭林;唐旭科;陈科 | 申请（专利权）人： | 北京航空航天大学 |
| 主分类号： | C08J7/12 | 分类号： | C08J7/12;C08J7/14;C08J5/18;C08L89/00;C08L5/04;C08K7/00;C08K3/22;C08K3/04 |
| 代理公司： | 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465 | 代理人： | 符继超;姜海荣 |
| 地址： | 100083 北京市*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 贝壳 高强 复合材料 及其 制备 方法 | ||
1.一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用改进的Hummers氧化法制备氧化石墨烯，用去离子水溶解配制成胶体氧化石墨烯溶液，备用；
(2)用氧化还原法制备叶状非晶/晶体异质相MnO2六角纳米片，用去离子水溶解配制成非晶/晶体异质相MnO2六角纳米片溶液，备用；
(3)将非晶/晶体异质相MnO2六角纳米片溶液、氧化石墨烯溶液结合生物大分子进行搅拌混合，得到稳定的混合溶液；
(4)将步骤(3)得到的混合溶液转移进培养皿，在烘箱中于55-65℃下进行蒸发自组装；
(5)将组装好的复合薄膜剥离，得到高力学性能复合薄膜；
(6)将步骤(5)得到的若干数量的复合薄膜利用交联剂以层-层刷涂的方式组装成一体，热压处理，得到仿贝壳轻质高强复合材料；
步骤(1)中所述氧化石墨烯溶液的浓度为1mg/mL；
步骤(2)中所述非晶/晶体异质相MnO2六角纳米片的制备须遵循化学方程式：KMnO4+NaH2PO2·H2O＝MnO2+NaH3PO4+KOH；
步骤(3)中所述生物大分子包括海藻酸钠和再生丝蛋白；
所述海藻酸钠溶液的浓度为0.2～0.4wt％，所述再生丝蛋白溶液的浓度为1mg/mL。
2.根据权利要求1所述的一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中各原料的质量百分比分别为：氧化石墨烯74.40wt％，二氧化锰24.80wt％，再生丝蛋白0.30wt％，海藻酸钠0.50wt％。
3.根据权利要求1所述的一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述蒸发自组装时间为10～12h。
4.根据权利要求1所述的一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中交联剂为海藻酸钠与四硼酸钠的混合溶液；
其中所述海藻酸钠溶液的浓度为0.30wt％，所述四硼酸钠溶液的浓度为1mg/mL。
5.根据权利要求4所述的一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)具体为：将海藻酸钠溶液用层-层刷涂的方式将步骤(5)得到的若干数量的复合薄膜组装成一体，用海藻酸钠溶液和四硼酸钠溶液的混合液浸泡交联，热压处理，得到仿贝壳轻质高强复合材料。
6.根据权利要求1或5所述的一种仿贝壳轻质高强复合材料的制备方法，其特征在于，所述热压处理的温度为35～45℃，压力为100MPa。
7.一种权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的仿贝壳轻质高强复合材料。
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