[发明专利]一种聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料及其制备和应用

权利要求书

1.一种聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料具有高度取向导电网络结构；

所述复合材料的制备方法包括：

(1)在超声作用下，将石墨烯分散到复合分散剂中，然后加入聚乙烯醇，搅拌溶解，得到聚乙烯醇/石墨烯复合分散液，静置脱泡，其中石墨烯在复合分散剂中质量百分浓度为0.2％-1％，石墨烯和聚乙烯醇的质量比为1-8:13-16；

(2)将步骤(1)中脱泡后的聚乙烯醇/石墨烯复合分散液进行剪切诱导取向并成膜，干燥，得到聚乙烯醇/石墨烯纳米复合膜，其中剪切诱导取向过程中剪切速度为10⁰-10²S^-1，温度80-90℃；

(3)将步骤(2)中聚乙烯醇/石墨烯纳米复合膜进行湿热预取向，干燥，然后进行单轴拉伸取向诱导，热定型，得到聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料，其中，湿热预取向的工艺参数为：环境湿度为70％～90％，拉伸温度为80-90℃，拉伸倍率为0.5-1.0倍，拉伸速率为2-5mm/min；单轴拉伸取向诱导的工艺参数为：拉伸温度为120-140℃，拉伸倍率为1-4倍，拉伸速率为2-5mm/min；热定型的工艺参数为：模式为定长热定型，温度为160-180℃，定型时间为2-10min。

2.一种聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料的制备方法，包括：

(1)在超声作用下，将石墨烯分散到复合分散剂中，然后加入聚乙烯醇，搅拌溶解，得到聚乙烯醇/石墨烯复合分散液，静置脱泡，其中石墨烯在复合分散剂中质量百分浓度为0.2％-1％，石墨烯和聚乙烯醇的质量比为1-8:13-16；

(2)将步骤(1)中脱泡后的聚乙烯醇/石墨烯复合分散液进行剪切诱导取向并成膜，干燥，得到聚乙烯醇/石墨烯纳米复合膜，其中剪切诱导取向过程中剪切速度为10⁰-10²S^-1，温度80-90℃；

(3)将步骤(2)中聚乙烯醇/石墨烯纳米复合膜进行湿热预取向，干燥，然后进行单轴拉伸取向诱导，热定型，得到聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料，其中，湿热预取向的工艺参数为：环境湿度为70％～90％，拉伸温度为80-90℃，拉伸倍率为0.5-1.0倍，拉伸速率为2-5mm/min；单轴拉伸取向诱导的工艺参数为：拉伸温度为120-140℃，拉伸倍率为1-4倍，拉伸速率为2-5mm/min；热定型的工艺参数为：模式为定长热定型，温度为160-180℃，定型时间为2-10min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中石墨烯的结构参数为：片层横向尺寸为1.5-4um，层数为1-7层，含氧量为1.5-10％；复合分散剂包括：质量百分数为0.1-1％的离子型表面活性剂或聚乙烯吡咯烷酮K30，质量百分数为1-5％的乳化剂或聚乙烯醇，和质量百分数为94-98.9％的水。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述离子型表面活性剂为聚苯乙烯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；乳化剂为OP10、吐温80中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中超声的条件为：超声温度为0℃，超声功率为20-35w，超声时间为3-5小时。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中搅拌溶解温度为90～100℃，搅拌溶解时间为1～3h；静置脱泡温度为80～100℃，静置脱泡时间为10-15h。

7.一种如权利要求1所述的聚乙烯醇/石墨烯导电纳米复合材料的应用。