[发明专利]铜纳米线-聚合物复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铜纳米线‑聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚合物溶于第一有机溶剂中形成聚合物溶液；将铜纳米线原料加入第二有机溶剂中，超声分散后加入乳酸，振荡处理后抽滤，然后用异丙醇洗涤，得到洁净的铜纳米线；将所述铜纳米线放入真空干燥箱中，加热干燥处理；将干燥后的所述铜纳米线加入所述聚合物溶液中，依次经混料机、分散器、混料机分散处理，得到铜纳米线‑聚合物混合溶液；将所述铜纳米线‑聚合物混合溶液进行加热处理，得到铜纳米线‑聚合物复合材料。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种铜纳米线-聚合物复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，铜纳米线由于具有导电性好(5.96×10⁷S m^-1)、储量丰富(在地壳中的含量是银的1000倍)、成本低(Cu:$9/kg,Ag:$1000/kg)等优点受到越来越多的关注，成为纳米复合材料、智能电子材料、可穿戴材料、柔性电子器件领域最具发展潜力的导电导热基元。聚合物材料具有优异的拉伸性和柔性。如何将铜纳米线和聚合物材料结合，导电复合材料，并将其应用于纳米复合材料、智能电子材料、导热材料、可穿戴材料、柔性电子器件领域是当前面临的挑战。

现有的铜纳米线柔性导电材料，大多采用两种方法制备。一是采取构筑三维结构的方法制备；另一种是先抽滤制备铜纳米线导电薄膜，后转移到聚合物上。但是第一种方法难以实现铜纳米线在聚合物中均匀分散，而第二种方法不能形成铜纳米线-聚合物复合材料，得到的柔性导电材料电导率低、弹性差。因此，如何将铜纳米线在聚合物中均匀分散，制备高导电、高弹性、高抗氧化的铜纳米线基柔性导电材料仍是当前面临的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜纳米线-聚合物复合材料及其制备方法，旨在解决铜纳米线基导电复合材料电导率低、弹性差的问题。

本发明是这样实现的，一种铜纳米线-聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚合物溶于第一有机溶剂中形成聚合物溶液；

将铜纳米线原料加入第二有机溶剂中，超声分散后加入乳酸，振荡处理后抽滤，然后用异丙醇洗涤，得到洁净的铜纳米线；将所述铜纳米线放入真空干燥箱中，加热干燥处理；

将干燥后的所述铜纳米线加入所述聚合物溶液中，依次经混料机、分散器、混料机分散处理，得到铜纳米线-聚合物混合溶液；

将所述铜纳米线-聚合物混合溶液进行加热处理，得到铜纳米线-聚合物复合材料。

以及，一种铜纳米线-聚合物复合材料，所述铜纳米线-聚合物复合材料由上述方法制备获得，包括铜纳米线和聚合物。

本发明提供的铜纳米线-聚合物复合材料的制备方法，先采用乳酸处理除去铜纳米线原料表面的氧化物和残留的有机物，提高铜纳米线的抗氧化性和导电性；然后将铜纳米线与聚合物溶液混合后，通过特殊的分散方法(混料机-分散器-混料机三重分散)将铜纳米线均匀地分散在所述聚合物中，有效提高复合导电材料的弹性和导电性。

本发明提供的铜纳米线-聚合物复合材料，柔性好、电导率高的特征，能够用于制备柔性导电材料，广泛用于柔性器件领域。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的铜纳米线-聚合物复合材料的SEM图；

图2是本发明实施例2提供的铜纳米线-聚合物复合材料的SEM图；

图3是本发明实施例3提供的铜纳米线-聚合物复合材料的SEM图；

图4是本发明实施例4提供的铜纳米线-聚合物复合材料的SEM图；

图5是本发明实施例3提供的铜纳米线-聚合物复合材料的电性能测试图。

具体实施方式