一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法技术

本发明专利技术属于纳米复合材料的制备领域，尤其是一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，针对现有的纳米复合材料的强度及导电性均较差的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1、准备原料和纳米铜线，原料包括以下重量份的材料：加强剂30

【技术实现步骤摘要】
一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米复合材料的制备
，尤其涉及一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]纳米复合材料是以树脂、橡胶、陶瓷和金属等基体为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、纳米碳管等改性剂为分散相，通过适当的制备方法将改性剂均匀性地分散于基体材料中，形成一相含有纳米尺寸材料的复合体系，这一体系材料称之为纳米复合材料。
[0003]现有的纳米复合材料的强度及导电性均较差，因此我们提出了一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，用来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在纳米复合材料的强度及导电性均较差的缺点，而提出的一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1、准备原料和纳米铜线，原料包括以下重量份的材料：加强剂30
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40份、增韧剂5
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10份、抗冲击剂5
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10份和导电增强剂1
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5份，加强剂包括碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂；增韧剂包括纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶；抗冲击剂包括乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物；导电增强剂包括石墨烯、乙炔黑；S2、将碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂加入到混合设备内，进行搅拌混合，并对进入混合设备的原料量进行计量，记录数据，混合完成后，将混合料排出，对排出的混合料进行计量，根据两组数据计算出损耗量；S3、将纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶放入混合设备内，进行搅拌混合；S4、将乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物放入混合设备内，进行搅拌混合；S5、将S2、S3中得到的混合物与S4中的混合物进行搅拌混合，最后加入石墨烯、乙炔黑搅拌均匀，制得混合料；S6、对混合料进行加热，使混合料完全呈熔融状态后，将纳米铜线制成纳米铜线网格结构，然后将混合料注入到纳米铜线网格结构中，即可制得高强度导电高分子纳米复合材料。
[0006]优选的，所述S1中，准备原料和纳米铜线，原料包括以下重量份的材料：加强剂35份、增韧剂7份、抗冲击剂7份和导电增强剂3份，加强剂包括碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶
须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂；增韧剂包括纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶；抗冲击剂包括乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物；导电增强剂包括石墨烯、乙炔黑。
[0007]优选的，所述S2中，将碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂加入到混合设备内，进行搅拌混合，混合速度为300
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400r/min，混合时间为30
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40min，并对进入混合设备的原料量进行计量，记录数据，混合完成后，将混合料排出，对排出的混合料进行计量，根据两组数据计算出损耗量。
[0008]优选的，所述S3中，将纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶放入混合设备内，进行搅拌混合，混合速度为350
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450r/min，混合时间为30
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40min，并对进入混合设备的原料量进行计量，记录数据，混合完成后，将混合料排出，对排出的混合料进行计量，根据两组数据计算出损耗量。
[0009]优选的，所述S4中，将乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
‑
苯乙烯共聚物放入混合设备内，进行搅拌混合，混合速度为300
‑
350r/min，混合时间为20
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30min。
[0010]优选的，所述S5中，将S2、S3中得到的混合物与S4中的混合物进行搅拌混合，最后加入石墨烯、乙炔黑搅拌均匀，混合速度为500
‑
600r/min，混合时间为50
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60min，制得混合料。
[0011]优选的，所述S6中，纳米铜线网格结构制作步骤如下：将纳米铜线加入水中充分振荡溶解，然后加入浓度为2～5mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液，用稀盐酸调节pH为8.5，加入浓度为1～4mg/mL的多巴胺溶液，充分搅拌反应5～8h，得到聚多巴胺包覆的纳米铜线溶液；将聚多巴胺包覆的纳米铜线溶液注入到聚四氟乙烯管状模具中，于
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196
°
C的液氮中冷冻，待聚多巴胺包覆纳米铜线溶液完全冻结后，将其置于冷冻干燥机中，在温度
‑
10
°
C～
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50
°
C、真空度1.3～13帕的条件下，干燥48～96小时，形成纳米铜线网格结构。
[0012]优选的，所述S3中，将纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶放入混合设备内，进行搅拌混合，搅拌时对搅拌速度进行监测，将监测的搅拌速度与设置的搅拌速度进行对比，对比出现误差则进行报警。
[0013]优选的，所述S2中，对碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂进行称量，记录称量数据，为数据A，对排出的混合料进行称量，记录称量数据，为数据B，用数据A减去数据B，得到的值即为损耗量。
[0014]优选的，所述S6中，对混合料进行加热，并通过温度传感器对加热的温度进行监测，并将监测数据在显示器上进行显示。
[0015]碳纤维：由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的；氧化铝纤维：氧化铝纤维是一种主要成分为氧化铝的多晶质无机纤维，主晶形可呈γ
‑
，δ
‑
，θ
‑
，α
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氧化铝，通常它还含有 5%左右的二氧化硅，用以稳定晶相、抑制高温下晶粒的长大。氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温绝热材料之一，它采用高科技的
“
溶胶—凝胶”法，将可溶性铝、硅盐制成具有一定粘度的胶体溶液，溶液经高速离心甩丝成纤维胚体，然后经过脱水、干燥和中高温热处理析晶等工艺，转变成Al
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Si氧化铝多晶纤维，其主晶相为主要为刚玉相和少量莫来石相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、准备原料和纳米铜线，原料包括以下重量份的材料：加强剂30
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40份、增韧剂5
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10份、抗冲击剂5
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10份和导电增强剂1
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5份，加强剂包括碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂；增韧剂包括纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶；抗冲击剂包括乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物；导电增强剂包括石墨烯、乙炔黑；S2、将碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂加入到混合设备内，进行搅拌混合，并对进入混合设备的原料量进行计量，记录数据，混合完成后，将混合料排出，对排出的混合料进行计量，根据两组数据计算出损耗量；S3、将纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶放入混合设备内，进行搅拌混合；S4、将乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物放入混合设备内，进行搅拌混合；S5、将S2、S3中得到的混合物与S4中的混合物进行搅拌混合，最后加入石墨烯、乙炔黑搅拌均匀，制得混合料；S6、对混合料进行加热，使混合料完全呈熔融状态后，将纳米铜线制成纳米铜线网格结构，然后将混合料注入到纳米铜线网格结构中，即可制得高强度导电高分子纳米复合材料。2.根据权利要求1所述的一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，准备原料和纳米铜线，原料包括以下重量份的材料：加强剂35份、增韧剂7份、抗冲击剂7份和导电增强剂3份，加强剂包括碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂；增韧剂包括纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶；抗冲击剂包括乙烯丙烯橡胶、高密度聚乙烯、聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物；导电增强剂包括石墨烯、乙炔黑。3.根据权利要求1所述的一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，将碳纤维、氧化铝纤维、硼酸镁晶须、聚氨酯树脂、纳米二氧化硅、石英砂加入到混合设备内，进行搅拌混合，混合速度为300
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400r/min，混合时间为30
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40min，并对进入混合设备的原料量进行计量，记录数据，混合完成后，将混合料排出，对排出的混合料进行计量，根据两组数据计算出损耗量。4.根据权利要求1所述的一种高强度导电高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，将纳米碳酸钙、氧化锌、聚乙烯醇缩丁醛、聚丁二烯橡胶放入混...

【专利技术属性】
技术研发人员：史褆，赵涛，
申请(专利权)人：洛阳市方德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：