一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用；所述制备方法首先将碳纳米管、聚苯硫醚和聚乙烯醇溶液混合，得到混合液；再将得到的混合液滴于基材表面，煅烧、剥离，即可得到所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜；所述制备方法借助粘性液体将聚苯硫醚和碳纳米管成功均匀分散在了溶液体系中，等分散固定后能够直接进行煅烧和剥离；所述制备方法具有所需设备简单，制备条件温和以及制备成本低的优势；同时采用所述制备方法制备得到的碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜具有良好的柔性和优异的耐酸耐碱，适合作为电极材料使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于复合导电膜
，具体涉及一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚苯硫醚(PPS)作为一种高性能的工程材料，因其优异的耐腐蚀性能、耐高温性能等特别适合用于高温腐蚀性的环境，在工程塑料领域得到了广泛应用，如汽车、通讯、电子电器以及家用电器、机械行业、石油化工等民用及军工部门。但PPS的长链结构使其机械强度不高，也不导电，因此常需与其它聚合物或无机材料复合改性。碳纳米管(CNTs)是新型的多功能纳米材料，具有良好的导电、导热性以及极高的拉伸强度，在较低含量下能够充分改变PPS的性能。
[0003]但是，作为PPS优点的耐化学腐蚀性以及耐溶剂性能同样也导致了其在材料复合过程的难题；所以现有技术中PPS复合材料的制备方法基本都是通过热压成塑、熔融共混或者熔融注塑等方式完成。
[0004]CN108587166A公开了一种高强度导热抗静电聚苯硫醚复合材料及其制备方法，该复合材料包括50～80重量份的聚苯硫醚，5～30重量分的碳纳米管母粒，5～30重量分的碳纤维，0～15重量分的导电陶瓷纤维；0.1～2重量分的加工助剂。该复合材料的制备方法为：将重量比为80％的聚苯硫醚和重量比为20％的碳纳米管原料投入球磨机中研磨混合获得混合料，将混合料投入双螺杆挤出机中挤出造粒获得碳纳米管母粒；将碳纳米管母粒、聚苯硫醚、导电陶瓷纤维和加工助剂按比例在回转式混合机混合得到混合物；将混合物从双螺杆挤出机的主下料口投入，将碳纤维经振动式送料器从挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒。
[0005]CN106977922A公开了一种高导热聚苯硫醚复合材料及其制备方法，包括如下重量百分比的组分：高结晶度聚苯硫醚30～50％；碳纳米管5～10％；导热母粒30～60％；增韧剂3～5％；表面改性剂0.5～2％；抗氧化剂0.1～1％；其中导热母粒包括以下重量百分比的组分：高结晶度苯硫醚20～40％；微球型导热填料15～35％；微片型导热填料15～35％；表面改性剂1～3％；抗氧化剂0.1～0.5％。制备步骤包括：高结晶度聚苯硫醚的制备；导热母粒的制备；高导热复合材料的加工制备。复合材料的加工制备方法如下：称取所得高结晶度聚苯硫醚、碳纳米管、制得的导热母粒、增韧剂、表面改性剂和抗氧剂；将上述组分按比例投入至混合器中混合5～15分钟；将混合好的原料投置于双螺杆挤出机中，熔融挤出、造粒。
[0006]CN101161726A公开了一种高导电聚苯硫醚复合材料及其制备方法。所述的高导电PPS复合材料的组成按重量配比为(％)：聚苯硫醚40～70％，导电纤维5～30％，导电粉末5～30％，其他助剂0～5％。该专利技术所述的导电塑料中导电纤维和导电粉末分散均匀、搭接点多、导电性高，从而使导电性能显著提高，其表面电阻率和体积电阻率分别可达0.3～11.0Ω
·
cm和0.07～8.5Ω
·
cm，可以满足反复注塑、挤塑或模压等塑料成型工艺的要求，所述加工工艺简单，可控制导电纤维和导电碳黑在塑料颗粒中均匀分布，使PPS复合材料具有高
导电性能，满足工业化大生产的要求。
[0007]但是现有技术提供的这些方法的实施过程中，首先得使PPS达到熔融状态(温度280℃及以上)，然而这样的高温或高压的条件使整个流程的设备条件和环境条件更加苛刻，整个复合材料的制备成本极高，限制了PPS复合材料的大范围工业化应用。
[0008]因此，开发一种条件温和、制备成本低且安全的碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜的制备方法，是本领域技术人员迫在眉睫需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜及其制备方法和应用；所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜的制备方法借助粘性液体将聚苯硫醚和碳纳米管均匀分散在了溶液体系中，等分散固定成型后再进行煅烧和剥离，即可得到所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜；所述制备方法制备条件温和、所需的设备简单、制备成本低且安全性能高，非常适合工业化生产和应用。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术提供一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0012](1)将碳纳米管、聚苯硫醚和聚乙烯醇溶液混合，得到混合液；
[0013](2)将步骤(1)得到的混合液滴于基材表面，煅烧，剥离，得到所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜。
[0014]目前，市场化的PPS有颗粒状和粉末状两种形态，在解决不了溶剂条件的情况下，针对粉末状的PPS，可以采用“纳米流体”的原理；本专利技术提供的碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜的制备方法正是上述原理，以聚乙烯醇溶液为粘性溶剂，以碳纳米管为填料，在常温的条件下，借助聚乙烯醇溶液将聚苯硫醚和碳纳米管均匀分散在溶液体系中，得到分散均匀的混合液；再将得到的混合液滴于基材料面进行固定，随后对其进行煅烧，煅烧后进行剥离即可得到所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜；所述制备方法所需要的设备简单，制备成本低且安全系数高；制备得到的碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜具有良好的柔性，能够360
°
的任意卷曲，且还具有优异的导电性能和耐酸耐碱性能。
[0015]优选地，步骤(1)所述聚乙烯醇溶液通过将聚乙烯醇溶解在水中制备得到。
[0016]作为优选技术方案，本专利技术提供的制备方法步骤(1)中聚乙烯醇溶液是通过将聚乙烯醇溶解在水中直至透明得到的。
[0017]优选地，以步骤(1)所述聚乙烯醇溶液的体积为1mL计，所述聚乙烯醇的质量为0.02～0.2g，例如0.04g、0.06g、0.08g、0.1g、0.12g、0.14g、0.16g或0.18g，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0018]作为本专利技术的优选技术方案，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度需要限定在0.02～0.2g/mL的范围内，如果浓度过高，溶液粘度过大，造成后续无法在短时间稳定地分散聚苯硫醚和碳纳米管；而如果浓度过低，则会导致后续溶解的聚苯硫醚和碳纳米管发生沉降，同样无法稳定地分散聚苯硫醚和碳纳米管。
[0019]优选地，步骤(1)所述碳纳米管和聚乙烯醇的质量比为1:(5～40)，例如1:7、1:9、
1:11、1:13、1:15、1:17、1:19、1:22、1:24、1:26、1:28、1:30、1:32、1:34、1:36或1:38等。
[0020]优选地，所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜中碳纳米管的质量百分含量为5～30％，例如7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、21％、23％、25％、27％或29％等。
[0021]优选地，步骤(1)所述混合在搅拌和超声的条件下进行。
[0022]优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将碳纳米管、聚苯硫醚和聚乙烯醇溶液混合，得到混合液；(2)将步骤(1)得到的混合液滴于基材表面，煅烧、剥离，得到所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述聚乙烯醇溶液通过将聚乙烯醇溶解在水中制备得到；优选地，以步骤(1)所述聚乙烯醇溶液的体积为1mL计，所述聚乙烯醇的质量为0.02～0.2g。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管/聚苯硫醚复合导电薄膜中碳纳米管的质量百分含量为5～30％；优选地，步骤(1)所述碳纳米管和聚乙烯醇的质量比为1:(5～40)。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在搅拌和超声的条件下进行；优选地，步骤(1)所述混合的温度为室温；优选地，步骤(1)所述混合的时间为48～96h。5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述基材包括玻璃片。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾玲普，刘坤平，王永，李惠茗，
申请(专利权)人：成都大学，
类型：发明
国别省市：