[发明专利]一种石墨烯高强保温复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯高强保温复合材料及其制备方法，该制备方法包含：制备石墨烯粉体；制备水性石墨烯分散浆料；将异氰酸酯类化合物加入到第一搅拌釜中；再加入石墨烯分散浆料，持续搅拌；将保温材料加入到第一搅拌釜中，搅拌均匀制得混合物A；将氨基化合物加入到第二搅拌釜中；再依次加入增强剂、增韧剂，并持续搅拌；将稳定剂加入到第二搅拌釜中，恒温持续搅拌，制得混合物B；将混合物A与混合物B分别装入喷枪，混合进行喷涂，得到石墨烯高强保温复合材料。本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯高强保温复合材料。本发明制备工艺简单，所得材料抗冲击性能强，并具有低导热系数，高效保温功能，使用寿命长等特点。

技术领域

本发明涉及一种高强保温复合材料及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯高强保温复合材料及其制备方法。

背景技术

高强保温复合材料主要适用于建筑及其它物品的外部防护，具有高抗冲击和防止热量散失的效果，可以对建筑物或物品起到保护的作用，延长其使用寿命。

保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12的材料。保温材料发展很快，在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料，往往可以起到事半功倍的效果。

陶瓷作为传统保温材料被广泛运用在建筑材料、保温杯等领域，近年来陶瓷印花浆在纺织品领域作为保温涂层也逐渐在应用，陶瓷印花浆是用陶瓷粉制成的涂料，其作为保温材料在一定程度上具有良好保温性，但也有一定缺陷，一是陶瓷印花保温效果即热阻值因为材料因素而具有局限性，不能满足较高保温效果要求，二是陶瓷印花涂层的花型间不具有热传导性，会导致能量分布不匀，且功能单一。

聚脲是由异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，是一种有机复合材料。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强保温复合材料，能够解决现有问题，将石墨烯加入到复合材料中，通过优化配方和生产工艺，使得复合材料具有更耐高强冲击性和增加保温效果。

为了达到上述目的，本发明提供了一种石墨烯高强保温复合材料的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备石墨烯粉体；步骤2，采用步骤1所得的石墨烯粉体制备水性石墨烯分散浆料；步骤3，将异氰酸酯类化合物加入到第一搅拌釜中；步骤4，在第一搅拌釜中加入步骤2所得的石墨烯分散浆料，持续搅拌；步骤5，将保温材料加入到第一搅拌釜中，搅拌均匀制得混合物A；步骤6，将氨基化合物加入到第二搅拌釜中；步骤7，在第二搅拌釜中，依次加入增强剂、增韧剂，并持续搅拌；步骤8，将稳定剂加入到第二搅拌釜中，恒温持续搅拌，制得混合物B；步骤9，将混合物A与混合物B分别装入喷枪，设置喷枪的喷射速率，将混合物A与混合物B混合进行喷涂，得到石墨烯高强保温复合材料。

上述的石墨烯高强保温复合材料的制备方法，其中，所述的步骤1中，制备的石墨烯粉体包含：化学气相沉积法制备的石墨烯、二氧化碳超临界膨胀剥离石墨烯、化学氧化剥离的氧化石墨烯、偶联剂改性氧化石墨烯、氨基高分子改性氧化石墨烯、阳离子表面活性剂改性氧化石墨烯、溴代十二烷改性氧化石墨烯中的任意一种或多种。

上述的石墨烯高强保温复合材料的制备方法，其中，所述的步骤2中，将石墨烯粉体分散于去离子水中，常温状态下搅拌10-20min，搅拌速度为300-500转/分钟，然后超声20-40min，得到水性石墨烯分散浆料，浆料中石墨烯的质量浓度为1％-10％。

上述的石墨烯高强保温复合材料的制备方法，其中，所述的步骤4中，持续搅拌的时间为1-2h。

上述的石墨烯高强保温复合材料的制备方法，其中，所述的步骤7中，持续搅拌的时间为0.5-1.5h。