[发明专利]一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将高纯度石墨烯与热膨胀微球发泡剂加入可溶性聚酰亚胺溶液中，高速搅拌，制得低粘度的混合溶液；

(2)将混合溶液倒在金属板材上并蒸发溶剂后进行非接触式加热制得石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料；

所述高纯度石墨烯由石墨粉经2850℃高温煅烧、插层和机械剥离后制得，其片层小于10层，碳含量大于99.9wt％；

所述热膨胀微球发泡剂由外壳和芯材两部分组成，外壳和芯材的质量比为20～30:1；外壳为甲基丙烯酸甲酯、偏二氯乙烯和丙烯腈的共聚物，且共聚物中甲基丙烯酸甲酯的质量占比为5～25％，偏二氯乙烯的质量占比为20～75％，丙烯腈的质量占比为20～70％；芯材为异戊烷、正戊烷、正己烷、异己烷、异辛烷或正辛烷；

高速搅拌的转速为600～1000r/min，搅拌时间为30～90min；

混合溶液的粘度为1.3～10Pa·s；

非接触式加热的温度为70～200℃。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，可溶性聚酰亚胺溶液的浓度为1～10wt％；

可溶性聚酰亚胺溶液是将聚酰亚胺溶解在极性溶剂中并低速搅拌一定时间形成；

低速搅拌的转速为50～200r/min，搅拌时间为1～5h。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，极性溶剂为甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、乙腈、乙醇或丙酮。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，可溶性聚酰亚胺溶液与高纯度石墨烯的质量比为10～100:1～5，高纯度石墨烯与热膨胀微球发泡剂的质量比为1～5:1～3。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，非接触式加热的时间为30～60min。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，金属板材为电解精制的金属板材，金属板材的材质为银、铜、金、铝、镍或不锈钢。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，蒸发溶剂在真空状态下进行，所述真空状态的真空度为-0.098～-0.05MPa。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的制备方法，其特征在于，非接触式加热为远红外加热。

9.采用如权利要求1～8任一项所述的方法制得的石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料，其特征在于：为石墨烯/聚酰亚胺微晶球薄膜，石墨烯/聚酰亚胺微晶球薄膜的太阳光吸收效率为90～95％。

10.如权利要求9所述的石墨烯/聚酰亚胺微晶球复合材料的应用，其特征在于：应用于太阳能热水器，将石墨烯/聚酰亚胺微晶球薄膜贴附于太阳能真空管的内壁。