一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法技术

技术编号:24341961 阅读:49 留言:0更新日期:2020-06-03 00:06
一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,属于导电材料领域。所述材料具有独特的双层结构,由横向压缩石墨烯泡沫与ABS塑料共同组成。制备时先将Ni泡沫在自制的模具上进行横向压缩处理,得到压缩度为75%的Ni泡沫后清洗,干燥备用;而后利用化学气相沉积法,在Ni泡沫表面生长石墨烯薄膜,得到Ni‑石墨烯泡沫;除去Ni骨架,得到横向压缩程度为75%的自支撑石墨烯泡沫;最后将自支撑石墨烯泡沫放置于制样架上,滴涂ABS的二甲基甲酰胺(DMF)溶液,悬空固化,得到含有内部双层结构的石墨烯/ABS导电复合材料。所述材料分为疏松多孔层和致密多孔层双层结构。当弯向疏松多孔侧时,材料呈现较好的可弯曲特性,三点弯曲夹具下接触角最大呈50°时材料的内部结构仍然保持稳定。

A preparation method of bendable porous conductive composite with double layer structure

【技术实现步骤摘要】
一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法
本专利技术涉及导电材料领域,涉及一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法。
技术介绍
随着可穿戴电子器件和新一代智能手机的不断发展,低密度、高电导率且具有优异弯曲性能的复合材料材料得到了广泛研究。传统的碳/高分子可弯曲复合材料多以柔性高分子为基体,包括聚二甲基硅氧烷、聚胺酯,此类柔性基体通过溶液混合、原位聚合、熔融处理、溶液浇铸等方法与石墨烯、碳纳米管、碳纤维、活性碳粉末等填料混合,固化后得到碳/高分子复合材料,此类材料具有优异的柔性和导电性。传统柔性高分子材料具有一定的拉伸和压缩特性,以及优异的伸长率,但是冲击强度不足,韧性较差。以柔性高分子为基体制备的碳/高分子可弯曲复合材料的机械强度受密度影响较大,且多易受环境腐蚀,难以满足复杂条件下的应用。ABS塑料具有优秀的抗冲击性能、良好的韧性和塑性,是一种应用广泛的高分子刚性基体。截止目前,在刚性基体外表面包覆柔性高分子层,形成核-壳结构,是最常见的使ABS、环氧树脂等非柔性高分子具备一定弯曲性能的方法,并已在部分电子器件中得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,包括石墨烯网络与ABS基体组成的复合材料,具有独特的双层多孔结构,即ABS包裹在石墨烯骨架上的疏松多孔石墨烯/ABS层与ABS将石墨烯骨架包裹并连接起来的较致密的多孔石墨烯/ABS层,制备步骤如下:/n(1)将Ni泡沫在自制的模具上进行横向压缩处理,得到压缩度为75%的Ni泡沫,随后依次使用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗,干燥备用;/n(2)利用化学气相沉积法,在Ni泡沫表面生长石墨烯薄膜,得到Ni-石墨烯泡沫;/n(3)除去Ni骨架,得到横向压缩程度为75%的自支撑石墨烯泡沫;/n(4)将上述得到的75%压缩度的自支撑石墨烯泡...

【技术特征摘要】
1.一种具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,包括石墨烯网络与ABS基体组成的复合材料,具有独特的双层多孔结构,即ABS包裹在石墨烯骨架上的疏松多孔石墨烯/ABS层与ABS将石墨烯骨架包裹并连接起来的较致密的多孔石墨烯/ABS层,制备步骤如下:
(1)将Ni泡沫在自制的模具上进行横向压缩处理,得到压缩度为75%的Ni泡沫,随后依次使用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗,干燥备用;
(2)利用化学气相沉积法,在Ni泡沫表面生长石墨烯薄膜,得到Ni-石墨烯泡沫;
(3)除去Ni骨架,得到横向压缩程度为75%的自支撑石墨烯泡沫;
(4)将上述得到的75%压缩度的自支撑石墨烯泡沫放置于制样架上,滴涂ABS的二甲基甲酰胺(DMF)溶液,悬空固化,得到含有内部双层结构的石墨烯/ABS导电复合材料。


2.如权利要求1所述的具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,所述的化学气相沉积工艺中,碳源为甲烷气体,流速为27-31sccm,保持甲烷气体在总气体中的体积分数为3.8-4.2%。


3.如权利要求1所述的具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的化学气相沉积工艺中,石墨烯的生长温度为980-1020℃,生长时间为18-22分钟。


4.如权利要求1所述的具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中的去除Ni骨架过程如下:Ni-石墨烯泡沫置于1MHCl/0.5MFeCl3水溶液中,80℃下直至完全去除金属Ni。


5.如权利要求1所述的具有双层结构的可弯曲多孔导电复合材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(4)中的ABS的DMF溶液浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员:伍英王雷姜乃生李宏福牛康民
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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