一种导电纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导电纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米复合物的制备；(2)石墨烯的制备：a、天然鳞片石墨烯酸化；b、过滤离心分离；c、粉碎煅烧获得石墨烯；(3)共挤成型。本发明专利技术中步骤1纳米复合物的制备过程操作简单，原料易得，步骤2石墨烯的制备采用浓硫酸和浓硝酸酸化，中和后离心，最后高温还原得到石墨烯，石墨烯产量高且质量好；步骤3采用先将纳米复合物与的石墨烯共混，然后再与马来酸酐接枝乙烯‑1‑辛烯共聚物共混挤出获得成品导电纳米复合材料，石墨烯全部分散在纳米复合物，导电纳米复合材料中形成导电网络，且提高了复合材料的力学性能和稳定性能，最终制备的导电纳米复合材料电学性能好，储能模量高。

Preparation of conductive Nanocomposites

【技术实现步骤摘要】
一种导电纳米复合材料的制备方法
本专利技术属于材料加工
，特别涉及一种导电纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
随着科技的快速发展，聚合物基功能复合材料在生活与工业中的应用越来越广泛，人们对复合材料的结构与性能的要求也不断增加。聚合物基功能复合材料是指通过化学或物理方法，向聚合物基体中引入一种或多种有机或无机填料，赋予复合材料不同的功能性，如导电性、导热性、介电性、顺磁性、阻尼性等。由于其具有质轻、可塑性强、成本低、易工业化生产等优点，受到越来越多研究者的关注。复合材料的制备方法多种多样，其主要目的是将基体与填料混合均匀，从而获得各方面性能俱佳的复合材料。不同的加工方法会影响填料在基体中的分布，同时也会影响填料的长径比和取向度，因此，选择合适的加工方法是获得性能优异的复合材料的关键。随着现代科技的发展，电子电气产品越来越倾向于轻量化、微型化，聚合物基导电复合材料在其中扮演着非常重要的角色，因而其需求日益增大。德国德固赛公司将碳纳米管添加到尼龙12中，制备了性能优异的抗静电复合材料，应用于汽车输油管，能够预防静电意外点燃输油管。现在，很多汽车零部件也逐渐使用聚合物基导电复合材料来取代传统的金属，相比较而言，聚合物基导电复合材料能够减轻汽车的重量，节省能源，同时还能够降低成本。随着工业的发展，高分子材料在生活与工业中的应用越来越广泛，这为高分子行业带来了新的契机，同时也带来了新的挑战。高分子材料本身是电和热的绝缘体，能够应用于很多的场合，但是随着电子电器产品的快速发展，高分子材料本身已经不能满足一些场合应用，因此发展功能高分子材料成为一个新的方向。作为功能高分子材料的成员，导电高分子复合材料是现在发展最为迅速同时也是应用最广泛的功能复合材料，因此，制备导电高分子复合材料是近年来的研究热点。
技术实现思路
本专利技术提供一种导电纳米复合材料的制备方法，旨在制备电学性能好，储能模量高的导电纳米复合材料。为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种导电纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米复合物的制备：将多壁碳纳米管与聚十二内酰胺分别真空干燥，将干燥后的多壁碳纳米管与聚十二内酰胺在氮气保护下通过挤出机挤出，获得纳米复合物；(2)石墨烯的制备：a、将小容器放置在冰浴中，向小容器中加入浓硝酸，边搅拌边滴加浓硫酸，继续搅拌加入天然鳞片石墨，充分搅拌均匀，分批等量加入氯酸钾，常温搅拌反应96h以上；b、反应完成倒入大容器，加入去离子水稀释，静置分层过滤收集滤渣，滤渣用稀硫酸进行酸洗，再用去离子水进行水洗，水洗后的滤渣加入去离子水制成悬浊液，悬浊液用离心机分离出固体，固体干燥获得氧化石墨；c、将氧化石墨粉碎，煅烧25～30s，温度为1000～1050℃，快速取出，自然冷却，得到石墨烯；(3)共挤成型：将石墨烯和纳米复合物分别进行真空干燥，在氮气保护下，先将干燥后的石墨烯与纳米复合物放入挤出机共混10～15min，获得石墨烯纳米复合物，再通入马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物与石墨烯纳米复合物共混5～10min，最后挤出获得导电纳米复合材料。进一步地，所述步骤(1)中多壁碳纳米管在100℃温度真空干燥12h以上，聚十二内酰胺在80℃温度真空干燥12h以上。进一步地，所述步骤(1)挤出机中的挤出机温度为200℃，螺杆转速为80～90rpm，共混时间为15～20min。进一步地，所述步骤(2)中所述浓硝酸为质量分数为98％，所述浓硝酸为质量分数为68％，浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:1.5～2.0。进一步地，所述步骤(2)中酸洗采用15％的盐酸。进一步地，所述步骤(2)中制成的悬浊液pH值为中性。进一步地，所述步骤(2)中离心机转速为3000～3500r/min，离心时间为5～10min。进一步地，所述步骤(3)中挤出机的挤温度为220℃，螺杆转速为85rpm。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种导电纳米复合材料的制备方法，步骤1纳米复合物的制备过程操作简单，原料易得，步骤2石墨烯的制备采用浓硫酸和浓硝酸酸化，中和后离心，最后高温还原得到石墨烯，石墨烯产量高且质量好；步骤3采用先将纳米复合物与的石墨烯共混，然后再与马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物共混挤出获得成品导电纳米复合材料，石墨烯全部分散在纳米复合物，导电纳米复合材料中形成导电网络，且提高了复合材料的力学性能和稳定性能，最终制备的导电纳米复合材料电学性能好，储能模量高。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种导电纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米复合物的制备：多壁碳纳米管在100℃温度真空干燥12h，聚十二内酰胺在80℃温度真空干燥12h，将干燥后的多壁碳纳米管与聚十二内酰胺在氮气保护下通过挤出机挤出，挤出机温度为200℃，螺杆转速为80～90rpm，共混时间为15min，获得纳米复合物；(2)石墨烯的制备：a、将小容器放置在冰浴中，向小容器中加入质量分数为68％浓硝酸，边搅拌边滴加质量分数为98％浓硝酸，浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:1.5，继续搅拌加入天然鳞片石墨，充分搅拌均匀，分批等量加入氯酸钾，常温搅拌反应96h；b、反应完成倒入大容器，加入去离子水稀释，静置分层过滤收集滤渣，滤渣用15％的盐酸进行酸洗，再用去离子水进行水洗，水洗后的滤渣加入去离子水制成悬浊液，悬浊液pH值为中性，用离心机分离，离心机转速为3500r/min，离心时间为5min，分离出固体干燥获得氧化石墨；c、将氧化石墨粉碎，煅烧30s，温度为1050℃，快速取出，自然冷却，得到石墨烯；(3)共挤成型：将石墨烯和纳米复合物分别进行真空干燥，在氮气保护下，先将干燥后的石墨烯与纳米复合物共混10min，获得石墨烯纳米复合物，再通入马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物与石墨烯纳米复合物共混5min，最后通过挤出机挤出，挤出机中的挤出机温度为220℃，螺杆转速为85rpm，获得导电纳米复合材料。实施例2实施例1一种导电纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)纳米复合物的制备：多壁碳纳米管在100℃温度真空干燥14h，聚十二内酰胺在80℃温度真空干燥14h，将干燥后的多壁碳纳米管与聚十二内酰胺在氮气保护下通过挤出机挤出，挤出机温度为200℃，螺杆转速为80rpm，共混时间为18min，获得纳米复合物；(2)石墨烯的制备：a、将小容器放置在冰浴中，向小容器中加入质量分数为68％浓硝酸，边搅拌边滴加质量分数为98％浓硝酸，浓硝酸与浓硫酸的体积比为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)纳米复合物的制备：将多壁碳纳米管与聚十二内酰胺分别真空干燥，将干燥后的多壁碳纳米管与聚十二内酰胺在氮气保护下通过挤出机挤出，获得纳米复合物；/n(2)石墨烯的制备：/na、将小容器放置在冰浴中，向小容器中加入浓硝酸，边搅拌边滴加浓硫酸，继续搅拌加入天然鳞片石墨，充分搅拌均匀，分批等量加入氯酸钾，常温搅拌反应96h以上；/nb、反应完成倒入大容器，加入去离子水稀释，静置分层过滤收集滤渣，滤渣用稀硫酸进行酸洗，再用去离子水进行水洗，水洗后的滤渣加入去离子水制成悬浊液，悬浊液用离心机分离出固体，固体干燥获得氧化石墨；/nc、将氧化石墨粉碎，煅烧25～30s，温度为1000～1050℃，快速取出，自然冷却，得到石墨烯；/n(3)共挤成型：将石墨烯和纳米复合物分别进行真空干燥，在氮气保护下，先将干燥后的石墨烯与纳米复合物放入挤出机共混10～15min，获得石墨烯纳米复合物，再通入马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物与石墨烯纳米复合物共混5～10min，最后挤出获得导电纳米复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种导电纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)纳米复合物的制备：将多壁碳纳米管与聚十二内酰胺分别真空干燥，将干燥后的多壁碳纳米管与聚十二内酰胺在氮气保护下通过挤出机挤出，获得纳米复合物；
(2)石墨烯的制备：
a、将小容器放置在冰浴中，向小容器中加入浓硝酸，边搅拌边滴加浓硫酸，继续搅拌加入天然鳞片石墨，充分搅拌均匀，分批等量加入氯酸钾，常温搅拌反应96h以上；
b、反应完成倒入大容器，加入去离子水稀释，静置分层过滤收集滤渣，滤渣用稀硫酸进行酸洗，再用去离子水进行水洗，水洗后的滤渣加入去离子水制成悬浊液，悬浊液用离心机分离出固体，固体干燥获得氧化石墨；
c、将氧化石墨粉碎，煅烧25～30s，温度为1000～1050℃，快速取出，自然冷却，得到石墨烯；
(3)共挤成型：将石墨烯和纳米复合物分别进行真空干燥，在氮气保护下，先将干燥后的石墨烯与纳米复合物放入挤出机共混10～15min，获得石墨烯纳米复合物，再通入马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物与石墨烯纳米复合物共混5～10min，最后挤出获得导电纳米复合材料。


2.根据权利要求1所述的导电纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴君豪，
申请(专利权)人：吴君豪，
类型：发明
国别省市：广东;44