[发明专利]石墨烯/高分子导电复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了石墨烯/高分子导电复合材料及其制备方法。所述制备石墨烯/高分子导电的方法包括：将石墨烯分散于反溶剂中，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液和树脂溶液混合，析出树脂微球，以便得到固液混合物；将固液混合物过滤、干燥，以便得到复合物；利用复合物制备得到所述石墨烯/高分子导电复合材料。由此，树脂微球均匀粘附在石墨烯的表面上，进而实现石墨烯与树脂之间的良好分散，避免了常规加工过程中的石墨烯团聚现象，从而最大程度地发挥石墨烯在树脂基体中构建导电网络的能力，最终得到性能优异的石墨烯/高分子复合材料；而且，采用溶析结晶法制备石墨烯和树脂的复合材料，对设备的要求简单，便于操作，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及功能性高分子材料的技术领域，具体地，涉及石墨烯/高分子导电复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨烯是由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，这种结构决定了电子在碳原子的排列方向上具有优异的电传导性能，所以很适合作为导电填料，添加到树脂中用于导电高分子的制备，该导电高分子可广泛用于电子，集成电路包装，电磁屏蔽等领域。

导电高分子是理想的屏蔽材料，可作为电子器件设备的外壳来实现屏蔽，与传统导电材料相比，导电高分子更轻巧，易成型加工，耐腐蚀，电阻容易调节，且成本较低。研究表明，用较少含量的石墨烯就可以在树脂基体中形成良好的导电网络。然而，由于石墨烯具有很大的比表面积和高表面活性，很容易团聚在一起，形成层与层之间堆积的情况，在传统的物料混合工艺中难以做到均匀分散并和树脂基体良好的相容。

因此，关于石墨烯/高分子导电复合材料的研究有待深入。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备石墨烯高分子/导电复合材料的方法，该方法可以有效的将石墨烯均匀分散，与树脂良好相容，工艺简单，易操作，或制备成本较低。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种制备石墨烯/高分子导电复合材料的方法。根据本发明的实施例，所述制备石墨烯/高分子导电复合材料的方法包括：将石墨烯分散于反溶剂中，得到石墨烯分散液；将所述石墨烯分散液和树脂溶液混合，析出树脂微球，以便得到固液混合物；将所述固液混合物过滤、干燥，以便得到复合物；利用所述复合物制备得到所述石墨烯/高分子导电复合材料。由此，树脂溶液在石墨烯分散液中，在反溶剂的作用下，通过溶析结晶的方式析出树脂微球，且树脂微球均匀粘附在石墨烯的表面上，进而实现石墨烯与树脂之间的良好分散，避免了常规加工过程中石墨烯团聚的现象，从而最大程度地发挥石墨烯在树脂基体中构建导电网络的能力，最终得到性能优异的石墨烯/高分子导电复合材料；而且，采用溶析结晶法制备石墨烯和树脂的复合材料，对设备的要求简单，便于操作，易于工业化生产。

根据本发明的实施例，在一定温度和搅拌条件下，向所述石墨烯分散液中滴加所述树脂溶液，析出所述树脂微球，以便得到所述固液混合物。

根据本发明的实施例，所述温度为5～40℃；所述搅拌的速度为600～1200转/分钟；向所述石墨烯分散液中滴加所述树脂溶液的速度为50～1500g/min。

根据本发明的实施例，所述石墨烯分散液中石墨烯的质量百分数为0.001％～1％。

根据本发明的实施例，所述石墨烯的层数为2～9层，最大径向尺寸为0.5～40μm。

根据本发明的实施例，所述树脂溶液中树脂的质量百分数为0.1％～10％。

根据本发明的实施例，所述树脂溶液和所述石墨烯分散液满足以下条件至少之一：所述树脂溶液中的有机溶剂和所述反溶剂的质量比为0.1～1；所述树脂溶液中的树脂和所述石墨烯的质量比为10～100。