[发明专利]一种限域空间微纳米精密组装法制备聚合物基导电复合材料的方法

权利要求书

1.一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于:包括如下步骤:

(1)将导电填料与聚合物基体按质量比为0.5~60:100的比例加入到共混设备中混合均匀，通过共混得到均相的聚合物/导电填料物料体系；

(2)将步骤(1)制备的均相物料体系加入到由两个平板组成的模具中，通过机械压缩的方式对均相共混物进行平面限域压缩；

(3)利用压缩模板上设置的微纳结构阵列，对网络上的填料进行进一步压实，进行“阵列锚固”，实现网络的微纳米精密组装，得到复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)所述的导电填料为微纳米尺度的片状填料、纤维状填料、球状导电填料中的一种或两种以上的组合物。

3.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)所述的聚合物基体为热塑性聚合物基体、热固性基体或光固化类基体。

4.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(1)所述的共混设备包括高速搅拌器、超声分散仪、密炼机、同向双螺杆挤出机、Buss挤出机或行星挤出机。

5.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于:步骤(2)所述的机械压缩方式包括平板压缩、履带压缩或辊压压缩。

6.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(2)所述的平面限域压缩，均相体系首先发生传统方式的自组装成网，其后共混物被进一步压缩直至设定的特征厚度，在该厚度形成过程中，自组装网络上的填料被进一步压实，填料的间距降低到设计的数值，网络密实度提高。

7.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)所述的微纳结构阵列为V-Cut结构、半球型结构、半圆柱结构、棱镜结构、金字塔结构、棱锥结构或半椭圆球结构中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：步骤(3)所述的复合材料的厚度为对均相样品进行机械压缩，使其厚度压缩至接近或小于自组装成网过程中的特征厚度，而特征厚度取决于填料组成网络网线的平均直径。

9.根据权利要求2所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于:所述的片状填料为鳞片石墨、石墨烯中的一种或两种以上的组合物；纤维状填料为碳纤维、碳纳米管中的一种或两种以上的组合物；球状导电填料为炭黑粒子、银粉或氧化镁中的一种或两种以上的组合物。

10.根据权利要求3所述的一种空间限域微纳米精密组装法制备聚合物基复合材料的方法，其特征在于：所述的热塑性聚合物基体为聚丙烯、尼龙、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种以上的组合物；热固性基体为酚醛树脂、聚二甲基硅氧烷或环氧树脂；光固化类基体为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯或聚酯丙烯酸树脂。