[发明专利]一种具有高导电率的柔性导电复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高导电率的柔性导电复合材料的制备方法，在均匀分散的石墨烯与碳纳米管（CNTs）的水溶液中，加入间苯二酚、甲醛与催化剂碳酸钠，控制反应温度为85℃，反应三天后得到石墨烯-CNT-间苯二酚-甲醛有机物凝胶，经过冷冻干燥在管式炉高温碳化即可制备得到低密度高比表面积的三维石墨烯-CNT-碳气凝胶结构。将其作为导电骨架，利用真空辅助法将硅橡胶聚二甲基硅氧烷（PDMS）均匀浸渍其中制备得到所需的可拉伸导电复合材料。本发明提供的方法具有以下优点：石墨烯、CNT无团聚，分散良好；导电填料与聚合物基体界面粘接牢固；在低含量导电填料下复合材料具有高导电性。

主权项

一种具有高导电率的柔性导电复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：首先，将氧化石墨烯与酸化碳纳米管按1:2～2:1的质量比加入水中，超声分散均匀后将间苯二酚、甲醛和碳酸钠相继加入其中，并继续超声分散均匀得到混合溶液，将所述混合溶液置于70～100℃下反应24～168 h得到石墨烯‑CNT‑间苯二酚‑甲醛有机物凝胶；然后，将所述石墨烯‑CNT‑间苯二酚‑甲醛有机物凝胶在水中浸泡清洗24～48h以去除未反应的小分子，并在‑42～‑26℃冷冻干燥48～72h，接着在900～1000℃的管式炉中进行碳化处理后即可得到石墨烯‑CNT碳气凝胶导电骨架；在密闭空间的真空辅助作用下将PDMS预聚体均匀抽至所述石墨烯‑CNT碳气凝胶导电骨架中直至无气泡溢出，得到复合材料；最后，将所述复合材料置于70～90℃下固化30～90min即可得到所述柔性导电复合材料；其中，间苯二酚、甲醛和碳酸钠的摩尔比为200：400：1～50：100：1，三者总质量占所述混合溶液的质量分数为2.07～5.67 wt%；所述酸化碳纳米管是指硝酸或浓硫酸酸化处理过的多壁碳纳米管；所述氧化石墨烯是通过改进过的Hummers法制备得到的，即将石墨粉溶于硝酸钠和浓硫酸混合液中冰浴，而后缓慢加入高锰酸钾，升温至50℃，加入浓硝酸后加水稀释，最后在双氧水的水溶液中沉降，取沉淀离心即可；所述氧化石墨烯和所述酸化碳纳米管的总质量占所述混合溶液的质量分数为0.24～0.47%。