本发明专利技术公开了一种含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电复合材料及其制备方法，属于纳米复合材料的制备领域。本发明专利技术的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电复合材料，包括：金属纳米线、氧化石墨烯和聚合物基体。其中，金属纳米线的重量份为15～80份，氧化石墨烯的重量份为0.01～5份，聚合物基体的重量份为15～80份。本发明专利技术通过在金属纳米线的聚合物基复合材料中添加少量片状的不导电的氧化石墨烯，一方面有效地阻止了金属纳米线的团聚，另一方面有效地阻止金属纳米线的下沉。因此，金属纳米线分散的更加均匀，从而使导电性能得到了显著提高。本发明专利技术的方法简单易行，填料分散均匀，制备的复合材料质量高，导电性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米复合材料制备领域，特别涉及一种含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电(复合)材料及制法。
技术介绍
导电复合材料具有耐用、导电性能稳定、易于加工成型为多种结构的产品、可以在大范围内根据需要调节材料的电学和力学性能、成本低、适于大规模大批量生产等特点，因而广泛应用于电子封装粘接、太阳能电池电极、开关性能的元器件、电子标签及电磁屏蔽等领域。一般来说，导电复合材料主要是由聚合物基体和导电填料组成。常用的基体有环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯、PE、PP、PVC、P1、PPS、聚丙烯酸酯和橡胶等。常用的填料主要是碳系导电填料或金属导电填料。碳系填料主要有炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯等。金属填料主要有金、银、铜、铝、镍等，其形状可以为球、片、线等。在众多的导电填料中，金属纳米线由于具有很大的长径比，可以在填充量的情况下，得到较高的导电性能。因此之前很多专利(公开号 CN10424079、CN104093561A、CN103106950A、CN104299723A、CN102804064A、CN102993820A和CN103597550A等)中，都选用金属纳米线作为导电复合材料的填料。但是，在制备导电复合材料的过程中，一方面，金属纳米线很容易团聚成束；另一方面，金属纳米线的密度很大，极其容易下沉。因此，导电复合材料的综合性能受到了很大程度上的影响。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术通过在金属纳米线的聚合物基导电材料中添加少量的片状不导电氧化石墨烯，而提供一种含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电(复合)材料及制法；一方面，氧化石墨烯可以很好的分散在水中，可以把团聚的金属纳米线隔开；另一方面，氧化石墨烯很轻，可以有效的阻止金属纳米线的下沉；因此，金属纳米线分散的更加均匀，从而使导电复合材料的导电性能得到显著提高。本专利技术的方法简单易行，填料分散均匀，制备的复合材料质量高，导电性能好。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电材料，其由金属纳米线、氧化石墨烯和聚合物基体组成；各组分的重量份如下:金属纳米线 15?80重量份氧化石墨烯 0.01?5重量份聚合物基体 15?80重量份。所述的金属纳米线为金纳米线、银纳米线、铜纳米线、镲纳米线和销纳米线中的一种或几种。所述的聚合物基体为水溶性聚氨酯、聚乙烯醇、水溶性环氧树脂和水溶性丙烯酸树脂中的一种或几种。本专利技术提供的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电材料的制备方法，其制备步骤如下:取金属纳米线的水分散液，向其中加入聚合物基体，充分混合均匀之后；然后将氧化石墨烯的水分散液加入上述混合物中，混合均匀，超声处理30分钟；最后，将上述混合物置于模具中，放于50°C的烘箱中，干燥2小时，除去水之后，得到含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电复合材料；所述得到的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电复合材料中各组分的重量份如下:金属纳米线 15?80重量份氧化石墨烯 0.01?5重量份聚合物基体 15?80重量份。所述的金属纳米线为金纳米线、银纳米线、铜纳米线、镲纳米线和销纳米线中的一种或几种。所述的聚合物基体为水溶性聚氨酯、聚乙烯醇、水溶性环氧树脂和水溶性丙烯酸树脂中的一种或几种。本专利技术提供的，其优点如下:本专利技术提供的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电材料，其中的氧化石墨烯可以很好的分散在水中，可以把团聚的金属纳米线隔开；氧化石墨烯很轻，可以有效的阻止金属纳米线的下沉；因此，金属纳米线分散的更加均匀，从而使导本专利技术的聚合物基导电复合材料的导电性能得到显著提高；而且本专利技术的方法简单易行，填料分散均匀，制备的复合材料质量高，导电性能好。【附图说明】图1为本专利技术实施例1制备的含银纳米线和氧化石墨烯的聚氨酯基导电材料与未添加氧化石墨烯的银纳米线聚氨酯基导电材料的断面扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2制备的含金纳米线和氧化石墨烯的环氧树脂基导电材料与未添加氧化石墨烯的金纳米线环氧树脂基导电材料的断面扫描电镜图；图3为本专利技术实施例3制备的含铜纳米线和氧化石墨烯的聚乙烯醇基导电材料与未添加氧化石墨烯的铜纳米线聚乙烯醇基导电材料的断面扫描电镜图。【具体实施方式】实施例1取15mL浓度为0.2g/mL的银纳米线水分散液(60重量份)，向其中加入5g质量分数为39wt%的聚氨酯溶液(39重量份)，充分混合均匀之后；然后将ImL的浓度为0.05g/mL的氧化石墨烯水分散液(I重量份)加入上述混合物中，混合均匀，超声处理30分钟；最后，将上述混合物置于预先准备的模具中，放于50°C的烘箱中，干燥2小时，除去溶剂之后，得到含银纳米线和氧化石墨烯的聚氨酯基导电材料。图1为本专利技术实施例1制备的含银纳米线和氧化石墨烯的聚氨酯基导电材料与未添加氧化石墨烯的银纳米线聚氨酯基导电材料的断面扫描电镜图；实施例2取12mL浓度为0.lg/mL的金纳米线水分散液(40重量份)，向其中加入1.7997g环氧树脂(59.99重量份)之后，充分混合均匀；然后将0.3mL的浓度为0.001g/mL的氧化石墨烯水分散液(0.01重量份)加入上述混合物中，混合均匀，超声处理30分钟；最后，将上述混合物置于预先准备的模具中，放于50°C的烘箱中，干燥2小时，除去溶剂之后，得到含金纳米线和氧化石墨烯的环氧树脂基导电材料。图2为本专利技术实施例2制备的含金纳米线和氧化石墨烯的环氧树脂基导电材料与未添加氧化石墨烯的金纳米线环氧树脂基导电材料的断面扫描电镜图；实施例3取3mL浓度为0.05g/mL的铜纳米线水分散液(15重量份)，向其中加入4g质量分数为20%的聚乙烯醇溶液(80重量份)之后，充分混合均匀；然后将ImL的浓度为0.05g/mL的氧化石墨烯水分散液(5重量份)加入上述混合物中，混合均匀，超声处理30分钟；最后，将上述混合物置于预先准备的模具中，放于50°C的烘箱中，干燥2小时，除去溶剂之后，得到含铜纳米线和氧化石墨烯的聚乙烯醇基导电材料。图3为本专利技术实施例3制备的含铜纳米线和氧化石墨烯的聚乙烯醇基导电材料与未添加氧化石墨烯的铜纳米线聚乙烯醇基导电材料的断面扫描电镜图。由上述实施例制备的含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电材料的断面扫描电镜图与未添加氧化石墨烯的金属纳米线聚合物基导电材料的断面扫描电镜图的比较，可以看出:未添加氧化石墨烯时，金属纳米线团聚很明显，并且沉积于复合材料的底部，金属纳米线分散十分不均匀，整个复合材料的质量差；按本专利技术添加氧化石墨烯后，金属纳米线不再团聚，不再下沉，分散很均匀，大大提高了复合材料的质量。实施例4取3mL浓度为0.4g/mL的铝纳米线水分散液(24重量份)，ImL浓度为0.8g/mL的镍纳米线水分散液(16重量份)，向其中加入5g质量分数为59%的水溶性丙烯酸树脂溶液(59重量份)之后，充分混合均匀；然后将ImL的浓度为0.05g/mL的氧化石墨烯乙醇分散液(I重量份)加入上述混合物中，混合均匀，超声处理30分钟；最后，将上述混合物置于预先准备的模具中，放于50°C的烘箱中，干燥2小时，除去溶剂之后，得到含铝纳米线、镍纳米线和氧化石墨烯的丙烯酸树脂基导电材料。实施例5取1mL浓度为0.8g/mL银纳米线的水分散液(80重量份)，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含金属纳米线和氧化石墨烯的聚合物基导电材料，其由金属纳米线、氧化石墨烯和聚合物基体组成；各组分的重量份配比如下：金属纳米线 15～80重量份氧化石墨烯 0.01～5重量份水溶性聚合物基体 15～80重量份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付绍云，纪艳红，刘玉，杜森森，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。