[发明专利]一种循环拉伸法制备混杂填料/硅橡胶柔性力敏导电复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种循环拉伸法制备混杂填料/硅橡胶柔性力敏导电复合材料及其制备方法，该导电复合材料可用于柔性力敏传感等领域。取硅橡胶加入碳纳米管、交联剂、碳纤维，超声作用，同时搅拌；然后在100℃下交联0.5h，交联成型得混杂填料的柔性硅橡胶导体；将上述样品剪裁为长宽分别为6cm和2cm的样条，然后在万能试验机上循环拉伸松弛处理，具体参数如下：应变范围为5％～50％；频率为1～10Hz，循环次数为100次～2000次。本发明利用混杂填料的协同效应降低填料用量，采用重复拉伸的方法可以调整碳材料在基体中的分布，可进一步改善填料导电网络，在一定程度上促进填料的取向，改善复合材料的电阻率和灵敏性。

技术领域

本发明涉及一种柔性力敏导电复合材料及其制备方法，尤其涉及一种基于循 环拉伸法制备混杂填料/硅橡胶柔性力敏导电复合材料及其制备方法，属于柔性 复合材料技术领域。

背景技术

柔性力敏材料是目前可穿戴电子材料的重要基础材料，在未来科技发展领域 具有重要的应用前景。其中聚合物基导电复合材料是一种制备柔性力敏材料的良 好途径。但是目前有很多制备柔性力敏材料的存在电阻率低、敏感性差等问题， 限制了其进一步应用。

现有：CN201710822776.5公开了一种由石墨烯和带有裂纹的镍膜组装到聚 氨酯海绵上，然后采用硅橡胶进行封装。由于镍膜自带裂纹，可以实现极高的灵 敏性；硅橡胶的封装保证了力敏材料的稳定性。CN201610905595.4将到达粉末 涂覆在半固化的弹性基底上面，然后进行固化交联得到柔性力敏材料。CN 105136375 A公开了一种具有高灵敏度柔性压力传感器的制备方法，其通过溶液 法将碳纳米管掺杂入二甲基硅氧烷中制备柔性导体，利用导电网络随着应变变化 实现压力检测。

在以上的制备方法中，均是通过组装、溶液或熔融法将导电材料与聚合物基 体复合，方法复杂，并且导电性、灵敏性和稳定性较差。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种工艺简单、电阻率低、灵敏性 高的柔性力敏材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种循环拉伸法制备混杂填料/硅橡胶柔性力敏导电复合材料，其特征在于， 所述柔性力敏导电复合材料由如下重量份的各组分组成：

其中，所述硅橡胶是聚二甲基硅氧烷，甲基乙烯基硅橡胶或甲基苯基乙烯基 硅橡胶；所述交联剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化二异丙 苯中的一种。

进一步的，所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

进一步的，所述碳纤维为聚丙烯腈短碳纤维。

进一步的，所述表面改性剂为胆酸钠，其处理方式如下：称取一定比例的碳 纳米管和胆酸钠，分散在水中，室温超声处理2小时，然后去离子洗涤烘干；其 中碳纳米管与胆酸钠的比例为10:1。

本发明还提供上述循环拉伸法制备混杂填料/硅橡胶柔性力敏导电复合材料 的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)制备复合材料：按比例称取液体硅橡胶、交联剂、碳纤维、改性后的碳 纳米管，超声分散混合均匀后倒入四氟乙烯模具，同时抽真空20min除去气泡， 真空度为0.06MPa，然后在100℃下交联0.5h，交联成型；

2)循环拉伸松弛处理：将上述样品剪裁为长宽分别为6cm和2cm的样条， 然后在万能试验机上循环拉伸松弛处理，具体参数如下：应变范围为5％～50％； 频率为1～10Hz，循环次数为100次～2000次。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、利用混杂填料的协同效应降低填料用量；