[发明专利]一种粘土基复合材料及其制备方法

说明书

一种粘土基复合材料，它的成份包含：超轻粘土5‑99.99份、导电填料0.01‑95份、润滑剂0‑50份；或超轻粘土20‑99份、导电填料1‑80份、水溶液0‑30份、润滑剂0‑70份；上述粘土基复合材料的制备方法：(1)将超轻粘土造型自然风干或喷涂或浸渍或涂刷导电填料，自然风干8‑96小时；(2)将超轻粘土和导电填料放入搅拌机，含水率30‑75％，密封搅拌后放入密封容器，使用时取出造型后，自然风干；上述粘土基复合材料的还原处理：将风干后的粘土基复合材料破碎成颗粒，加入水放进密封容器，室温放置24‑96小时，取出搅拌融合后放入密封容器封存，恢复得到原粘土基复合材料。本发明制造工艺简单、产率高、易于生产，能耗低、不产生三废。

技术领域

本发明属于新材料领域，特别涉及一种导电材料及其制备方法。

背景技术

导电高分子及复合材料在电子工业领域如电磁屏蔽、静电防护，航空领域如雷击防护，能源领域如电池、电缆，其它应用技术领域如传感器、光电转换器、医疗、微波通讯等都具有重要的应用。在航空航天应用上，材料的减重可以有效节省材料和能源消耗，在电子器件应用上，材料的减重也有利于减少材料消耗和电子产品轻便化。而减重的一个重要的方法就是使用轻质的泡沫材料，因此制备轻质的导电泡沫材料也是目前的研究热点之一。然而对于现有的导电泡沫材料的制备过程，由于导电材料本征的性质或者因为导电改性材料的引入，不可避免带来以下几方面的问题：泡沫制备工艺的改变和难度的加大、泡沫导电性不足、难以制备低密度的导电泡沫材料等。目前，导电泡沫的制备方法可以包括以下几类：a.利用本征导电的材料制备导电泡沫，如金属、导电聚合物。但由于本征导电的聚合物因为分子链的强共轭，具有高刚性，通常为不溶不熔，难以直接发泡制备聚合物导电泡沫；金属泡沫通常由模板浸渍并且烧结的方法制备，制备要求的条件较高，此外金属材料密度相对较大；b.掺杂导电填料随后发泡制备导电泡沫，这方面的研究最多，以掺杂包括碳系和金属系填料为主，但掺杂填料后同时带来发泡工艺上的困难，尤其对于为了达到材料高导电所需高掺杂量的情况；c.在泡沫体中吸附导电掺杂改性剂，如用碘蒸气、碘溶液进行掺杂改性等，利用导电聚合物单体吸附原位聚合等，这种方法也有缺点就是掺杂不均，难以应用于闭孔结构的泡沫，目前的利用导电聚合物浸渍和改性的掺杂方法也难以达到高的导电率。

以上制备方法的导电泡沫制作工艺复杂，产品为一次成型或模具挤压成型，成型后无法重新造型，少量定制模切冲型成本高，无法回收重复利用，不环保，导电海绵包裹复杂形状物品贴合度无法达到很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、产率高、易于生产、能耗低、使用者可根据需要造型、可回收重复利用、导电性能稳定的粘土基复合材料及其制备方法。

本发明的粘土基复合材料的成份包含：

超轻粘土5-99.99份、导电填料0.01-95份、润滑剂0-50份；或超轻粘土20-99份、导电填料1-80份、水溶液0-30份、润滑剂0-70份。

所述超轻粘土自然风干后收缩率5％，符合GB6675-2014；EN-71,ASTM-D4236标准，起基体的作用。

所述导电填料包含：抗静电剂、铜粉导电胶、石墨导电胶、石墨基导电漆、镀银铜导电漆，碳系：炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、胶体石墨、石墨烯，金属系：金粉、银粉、电解铜粉、片状镍及铝粉、铁粉，金属纤维：黄铜纤维、不锈钢纤维、二元合金：铜-锡、铜-锌、锡-钴、金-银、铜-镍、锡-镍、铝-镁，金属氧化物：氧化锌、氧化锡、氧化钛，镀金属碳、镀镍石墨纤维、镀镍玻璃球、镀银玻璃球、镀银玻璃纤维、镀银云母中的一种或几种的组合，两种以上的导电填料可随意组合。

所述水溶液包含普通水或浓度2％的乙二醇，起补充含水率和搅拌润滑作用。

所述润滑剂包含凡士林或丙三醇，起软化作用。

上述粘土基复合材料的制备方法有两种：

(1)表面覆盖法