一种石墨烯碳纳米管复合材料、量子热频辐射导线及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯碳纳米管复合材料、量子热频辐射导线及其制备方法，该材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉4～15份和碳纳米管12～30份，该量子热频辐射导线包括所述石墨烯碳纳米管复合材料和纱线，所述石墨烯碳纳米管复合材料包覆在纱线的表面。本申请综合利用石墨烯纳米银粉和碳纳米管的导电性，将所述组分混合后，包覆于纱线上制成量子热频导线和量子热频织物，所述材料在外部电场的作用下，电子在碳原子不同能级之间产生跃迁，释放出峰值波长8.96～9.45μm，频率31.7～34.5THz的热频波，可与水分子发生共振；同时该热频波可产生温度40.1℃的热频，可提升温度，广泛应用在医疗健康等行业。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯碳纳米管复合材料、量子热频辐射导线及其制备方法
本专利技术属于量子热频辐射材料的领域，尤其涉及一种石墨烯碳纳米管复合材料及其制备方法、及包括石墨烯碳纳米管复合材料的量子热频辐射导线和量子热频辐射织物。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是目前世界上最薄的材料，具有及其优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、光电器件、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。碳纳米管是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。碳纳米管的六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。现有技术中，已有文献报道将石墨烯或石墨烯改性材料应用到导电材料中。但现有技术关注更多的是石墨烯或石墨烯改性材料的柔韧性和导电性，对于石墨烯或石墨烯改性材料的有源热频辐射并未关注和研究。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述问题，提供一种石墨烯碳纳米管复合材料及其制备方法与应用，本专利技术的石墨烯碳纳米管复合材料包括特定比例的石墨烯纳米银粉和碳纳米管，使得复合材料在通电后，释放出一定频率和能量的量子热频波，量子热频波可与水分子发生共振，从而活化水分子和提高机体温度。根据本申请的一个方面，提供了一种石墨烯碳纳米管复合材料，所述复合材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉4～15份和碳纳米管12～30份，其中，石墨烯纳米银粉中石墨烯和纳米银的质量比为3～7：2～6。进一步的，所述复合材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉5～10份和碳纳米管15～25份。优选的，所述复合材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉6～8份和碳纳米管16～20份。优选的，石墨烯纳米银粉中石墨烯和纳米银的质量比为4～6：3～5。进一步的，所述碳纳米管选自电阻率为0～1.0Q·m的碳纳米管颗粒；优选的，所述碳纳米管电阻率选自0.7～1.0Q·m的碳纳米管颗粒和电阻率小于0.001Q·m的碳纳米管颗粒中的至少一种；优选的，碳纳米管的纯度在99.9％以上。进一步的，所述石墨烯纳米银粉由原料质量比为3～7:6～10的石墨烯和硝酸银制备得到；优选的，所述石墨烯纳米银粉的具体步骤为：所述石墨烯纳米银粉的具体步骤为：将石墨烯和空穴捕获剂进行超声分散后，加入硝酸银，所得混合液置于可见光下进行光照还原反应，反应结束后，将产物离心，洗涤，干燥，得到所述的石墨烯纳米银粉；优选的，所述石墨烯、硝酸银和空穴捕获剂的用量比为3～7g:6～10g:1000ml；优选的，所述空穴捕获剂选自甲醇、乙醇和甲酸中的至少一种。进一步的，所述复合材料还包括40～60质量份的树脂和1～9质量份的助剂；所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种；所述助剂选自分散剂、消泡剂和抗氧剂中的至少一种。优选的，所述分散剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种；所述消泡剂选自有机硅氧烷类消泡剂中的至少一种；所述抗氧剂选自二丁基羟基甲苯和抗氧剂168中的至少一种。根据本申请的另一个方面，提供了一种所述的石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将碳纳米管与有机溶剂进行高速剪切分散混合，得到第一溶液；(2)将石墨烯纳米银粉与步骤(1)的第一溶液进行高速剪切分散混合，得到混合物；(3)将步骤(2)的混合物超声分散处理后，再进行研磨处理，得到所述石墨烯碳纳米管复合材料。进一步的，所述碳纳米管与有机溶剂的质量比为12～30：20～30；优选的，所述有机溶剂选自乙醇、异丙醇、丙二醇、甲酸乙酯和乙酸乙酯中的至少一种。进一步的，步骤(1)中，所述高速剪切分散的速率不小于1000r/min，时间为15～45min；和/或步骤(2)中，所述高速剪切分散的速率不小于1000r/min，时间为25～65min；和/或步骤(3)中，所述超声分散的频率为30～60KHz，功率为800～1500W，时间为2～4h。根据本申请的另一个方面，提供了一种量子热频辐射导线，包括所述的石墨烯碳纳米管复合材料和纱线，所述石墨烯碳纳米管复合材料包裹在纱线的表面，所述复合材料包括石墨烯纳米银粉4～15份和碳纳米管12～30份。所述量子热频辐射导线在通电后，向外释放一定的离散频率振动的远红外线波(称作量子热频波)，所述远红外线波具有一定的能量，导致热能只能通过微小而离散的热能量团进行辐射。进一步的，所述复合材料还包括40～60质量份的树脂和1～9质量份的助剂；所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、聚酯树脂和聚氨酯树脂中的至少一种；所述助剂选自分散剂、消泡剂和抗氧剂中的至少一种；优选的，所述分散剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇辛基苯基醚中的至少一种；所述消泡剂选自有机硅氧烷类消泡剂中的至少一种；所述抗氧剂选自二丁基羟基甲苯和/或抗氧剂168。根据本申请的另一个方面，提供了所述的量子热频辐射导线的制备方法，该制备方法包括以下步骤：提供所述纱线；提供所述石墨烯碳纳米管复合材料；将所述石墨烯碳纳米管复合材料包覆在纱线的表面。进一步的，所述石墨烯碳纳米管复合材料包覆在纱线的表面的方法包括涂覆、喷涂和浸渍中的至少一种；优选的，通过涂覆工艺将所述石墨烯碳纳米管复合材料包覆在纱线的表面；优选的，所述纱线选自涤纶纱线。根据本申请的另一个方面，提供了一种量子热频辐射织物，包括所述的量子热频辐射导线；优选的，所述织物还包括金属导线和纺织纱线，所述量子热频辐射导线、金属导线和纺织纱线编织在一起。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术复合材料包括特定比例的石墨烯纳米银粉和碳纳米管，利用石墨烯纳米银粉和碳纳米管的导电性，通电后形成碳主链大分子的导电的电子网络，在外部电场的作用下，电子在碳原子不同能级之间产生跃迁，释放出峰值波长为8.96～9.45μm，频率为31.7～33.5THz量子热频波，从而可与水分子发生共振；同时量子热频波具有温度39.6～41.5℃的热频，可提供能量和提升温度，可广泛应用在医疗健康行业、农业、建筑业及民用品行业。(2)本专利技术复合材料的制备方法采用高速剪切分散和超声分散，使得石墨烯纳米银粉和碳纳米管充分混合分散，得到一定粒径的石墨烯碳纳米管复合材料，该制备方法简单，方便，适宜工业化生产。(3)本专利技术包含所述复合材料的量子热频辐射导线和量子热频辐射织物，通电后对外释放频率为31.7～33.5THz的量子热频波，所释放的量子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯碳纳米管复合材料，其特征在于：所述复合材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉4～15份和碳纳米管12～30份；/n其中，石墨烯纳米银粉中石墨烯和纳米银的质量比为3～7：2～6。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯碳纳米管复合材料，其特征在于：所述复合材料包括以下质量份的组分：石墨烯纳米银粉4～15份和碳纳米管12～30份；
其中，石墨烯纳米银粉中石墨烯和纳米银的质量比为3～7：2～6。


2.根据权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合材料，其特征在于：所述碳纳米管选自电阻率为0～1.0Q·m的碳纳米管颗粒；
优选的，所述碳纳米管选自电阻率为0.7～1.0Q·m的碳纳米管颗粒和电阻率小于0.001Q·m的碳纳米管颗粒中的至少一种；
优选的，碳纳米管的纯度在99.9％以上。


3.根据权利要求1所述的石墨烯碳纳米管复合材料，其特征在于：所述石墨烯纳米银粉由以下制备方法获得：将石墨烯和空穴捕获剂进行超声分散后，加入硝酸银，所得混合液置于可见光下进行光照还原反应，反应结束后，将产物离心，洗涤，干燥，得到所述的石墨烯纳米银粉；
优选的，所述石墨烯、硝酸银和空穴捕获剂的用量比为3～7g:6～10g:1000ml；
优选的，所述空穴捕获剂选自甲醇、乙醇和甲酸中的至少一种。


4.权利要求1～3任一项所述的石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将碳纳米管与有机溶剂进行高速剪切分散混合，得到第一溶液；
(2)将石墨烯纳米银粉与步骤(1)的第一溶液进行高速剪切分散混合，得到混合物；
(3)将步骤(2)的混合物进行超声分散后，再进行研磨处理，得到所述石墨烯碳纳米管复合材料。


5.根据权利要求4所述的石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管与有机溶剂的质量比为12～30：20～30；
优选的，步骤(1)中，所述高速剪切分散混合的速率不小于1000r/min，时间为15～45min；
和/或步骤(2)中，所述高速剪切分散混合的速率不...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昭亮，
申请(专利权)人：北京市光翌实业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11