[发明专利]一种基于石墨的导电纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨的导电纳米复合材料的制备方法，包括：(1)制备石墨悬浮液：将石墨加入二甲苯中，在20～50℃条件下超声解离并搅拌1～2h，获得石墨悬浮液；(2)制备聚乙烯醇‑石墨悬浮液：将聚乙烯醇加入二甲苯中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，待聚乙烯醇完全溶解后，加入石墨悬浮液，加热，回流2～6h，获得聚乙烯醇‑石墨悬浮液；(3)向聚乙烯醇‑石墨悬浮液中加入沉淀剂，抽滤，真空干燥，获得聚乙烯醇‑石墨复材料。本发明中，通过将石墨采用超声处理，使得石墨具有较好的分散效果，采用本发明中的方法制得的石墨的导电纳米复合材料具有良好的导电率，其导电率达到2.89×10^‑3S/m。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种基于石墨的导电纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

石墨具有高的导电率、磁化率、导热系数和优良的化学稳定性和自润滑性能，聚合物/石墨复合材料作为电或热导体、电磁干扰屏蔽材料、自润滑材料等有着许多重要的用途。近年来，聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料和石墨嵌入化合物的研究和开发取得了巨大进展，这为研究和开发新型聚合物/层状石墨纳米复合材料指示了方向和创造了条件。

但现有技术中，石墨在复合材料中的分散效果不好，从而导致基于石墨的导电纳米复合材料的导电率较差。

为此，有必要针对上述问题，提出一种基于石墨的导电纳米复合材料的制备方法，其能够解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于石墨的导电纳米复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于石墨的导电纳米复合材料的制备方法，包括：

(1)制备石墨悬浮液：将石墨加入二甲苯中，在20～50℃条件下超声解离并搅拌1～2h，获得石墨悬浮液；

(2)制备聚乙烯醇-石墨悬浮液：将聚乙烯醇加入二甲苯中，在70～80℃水浴条件下磁力搅拌1～2h，待聚乙烯醇完全溶解后，加入石墨悬浮液，加热，回流2～6h，获得聚乙烯醇-石墨悬浮液；

(3)向聚乙烯醇-石墨悬浮液中加入沉淀剂，抽滤，真空干燥，获得聚乙烯醇-石墨复材料。

优选的，步骤(1)中，所述石墨为膨胀石墨，所述膨胀石墨的制备方法包括：1)石墨预处理：将石墨水洗、除尘、筛分去除杂质，经80～120℃烘干后待酸化；2)氧化处理：按3～4.5：2的体积比取硫酸和冰醋酸配制成混合酸化液，将预处理后的石墨置入所述混合酸化液中，在20～40℃水浴温度下，以每分钟100～300转的速度恒温搅拌反应15～60min，然后加入强氧化剂并搅拌20～30min，之后加入插入剂，继续搅拌至氧化反应完全，抽滤脱酸、水洗至PH值为6～7，脱水、干燥，获得可膨胀石墨；3)膨胀处理：将可膨胀石墨置于900～1000℃高温炉中膨胀，获得膨胀石墨。

优选的，步骤(1)中，所述石墨悬浮液中的石墨和二甲苯的比例为：每10ml二甲苯中加入0.1～1mg石墨。

优选的，步骤(2)中，所述聚乙烯醇-石墨悬浮液中的石墨和聚乙烯醇的质量百分比为1：10～100。

本发明的技术方案还提供一种根据上述的制备方法得到的基于石墨的导电纳米复合材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中，通过将石墨采用超声处理，使得石墨具有较好的分散效果，采用本发明中的方法制得的石墨的导电纳米复合材料具有良好的导电率，其导电率达到2.89×10^-3S/m。

具体实施方式