[发明专利]具有三维导电网络的橡胶/低熔点合金/纳米碳复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了具有三维导电网络的橡胶/低熔点合金/纳米碳复合材料及其制备方法。以质量百分比计，其原料组成为橡胶60～85％、补强剂5～15％、硫化剂0.5～5％、纳米碳材料1～5％、低熔点合金5～20％。制备时先将橡胶、补强剂、低熔点合金、纳米碳材料和硫化剂在橡胶开炼机中进行混合，在高于低熔点合金熔点的压合温度下压合，使低熔点合金纤维化并发生取向，将制得的薄胶片沿着合金纤维的取向方向裁剪，上下堆叠，低压硫化。本发明在无需大量添加导电填料的情况下，仅仅通过压合取向和重新堆叠构建橡胶/低熔点合金/纳米碳复合材料的三维导电网络，在较大范围内可调控复合材料的导电性能，大大降低了导电的逾渗阈值。

主权项

1.具有三维导电网络的橡胶/低熔点合金/纳米碳复合材料，其特征在于，以质量百分比计，其原料组成为：橡胶60～85％、补强剂5～15％、硫化剂0.5～5％、纳米碳材料1～5％、低熔点合金5～20％；所述的低熔点合金由锡、铋、铟、镓、锑、镉和铅中的两种或多种元素组成；所述的低熔点合金的熔点为60～150℃，粒径为30～300μm；制备时，先将橡胶与低熔点合金和纳米碳材料混合，制备橡胶/低熔点合金/纳米碳材料共混物，然后将橡胶/低熔点合金/纳米碳共混物置于两块表面光滑平整的金属模板之间，随后用平板硫化机进行压合，压成厚度为0.05～0.20mm的圆形薄胶片，使低熔点合金由球形变成细长纤维状，细长纤维状沿着圆形薄片半径方向取向；将制得的薄胶片沿着合金纤维的取向方向裁剪成直径为50～500mm的圆形薄片或边长为50～500mm的正方形薄片，上下堆叠一起，使得任何相邻两块的合金纤维取向方向交叉成45～135°角度，控制堆叠的片层数为5～100层；再低压硫化，制得具有三维导电网络的橡胶/低熔点合金/纳米碳复合材料。