[发明专利]一种高导电性导电纸及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导电性导电纸及其制备方法，首先通过对木浆纤维进行细化处理，得到纳米级的纤维丝；然后，通过石墨烯包覆木浆纤维，该石墨烯包覆的复合纤维包括纳米尺度的木浆纤维核心和对纳米木浆纤维提供保护的石墨烯层；最后，将石墨烯‑木浆纳米纤维与适量的树脂混合制浆，抄造成纸，具有较高的抗张强度和抗湿性，同时导电性优异。本发明利用了机械剪切剥离与生物发酵降解的协同作用，使较粗的植物性纤维分裂成纳米纤维素丝，有利于进行各种材料的包覆。以此石墨烯‑木浆纤维为原料制备的导电纸具有更佳的稳定性、导电性，可应用为电磁屏蔽材料、抗静电包装材料等。

技术领域

本发属于导电纸制备技术领域，尤其是涉及一种掺杂了石墨烯包覆木浆纤维的导电纸的制备技术。

背景技术

石墨烯是一种由sp2 杂化碳原子紧 密堆积而成的二维蜂窝状晶格结构的碳质新材料，厚度可为单层或几层。它的厚度仅为一个碳原子，是目前世界上已知最薄、最坚硬、最具有韧性的材料。石墨烯具有很高的强度，碳原子之间的强大作用力使其成为目前力学强度已知最高的材料。与碳纳米管（CNTs）相比，石墨烯具有更优异的性能，如石墨烯的室温载流子迁移率约为10000cm²/V·s，理论比表面积约为2630m²/g，可见光透过率约为97.7% ，杨氏模量约为1TPa ，热传导系数为3000～5000W/（m·K），具有优异的力学性能、电性能、热性能等，石墨烯的加入使复合材料也拥有这些优异的性能。石墨烯作为新型二维单层材料，与同类导电材料相比具有较大的竞争优势，与碳纳米管相比，石墨烯无论在理论上还是在实际结果中均具有更优异的导电性，同时其制备方法更为简洁。

纸材料是日常生活中的常见材料，具有造型轻薄、弯曲变形能力强、成本低廉、来源广泛、易于回收等多项优点。导电纸由于其特殊性，可广泛用于静电防护、电磁屏蔽、电化学、生物医药、物理电学教学等方面。导电纸的一般制作方法是在传统导电性很差的纸基上，混合导电的碳纤维、碳纳米管、碳粉、金属颗粒等，再经传统纸张加工方法制作而成。然而目前所用到的这些导电介质需要提前经过复杂的工艺制备，费时费力，成本较高且导电性能不好。因此研制导电效果好、制作简单的导电纸具有重要意义。

导电纸在电子产品的防静电、辐射隔离等领域起着重要作用。传统的导电纸制作是以防静电剂、导电粉末（如导电的石墨、炭黑及铜、铝等金属粉末）作为原料，采用染色法或直接涂布的方式赋予纸张防静电及导电的效果。但由于金属粉末易被氧化而出现脱落的缺陷，使得通过此法制备的导电纸稳定性较差，无法满足对静电屏蔽要求较高的电子仪器的需求，极大的限制了导电纸的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导电性导电纸及其制备方法，通过一种原位还原的技术将石墨烯包覆在木浆纤维表面，形成稳定的化学结构，其特点是将木浆纤维在氧化石墨烯溶液中染色可以将氧化石墨烯薄片吸附到木浆纤维上，并通过葡萄糖对木浆纤维表面的氧化石墨烯进行还原，制得柔性导电纤维，如此，使得石墨烯能够均匀的包覆在木浆纤维上，且结合致密，不易脱落。以石墨烯包覆的木浆纤维为原料制备的导电纸具有较高的抗张强度和抗湿性，同时导电性优异，可以解决目前导电纸存在的耐久性不够理想的难题，极大的提高导电纸的稳定性、导电性，可应用为电磁屏蔽材料、抗静电包装材料等领域。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种高导电性导电纸的制备方法，通过超声波处理和生物发酵木浆纤维得到表面活性的细化木浆纤维丝，以超声处理使石墨烯包覆木浆纤维，并通过葡萄糖还原得到石墨烯-纳米木浆纤维复合丝，最终与树脂混合制桨抄造成高导电性导电纸；制备步骤为：

（1）取木浆纤维分散于水后超声处理1~2h，使其形成均匀的浆体，加入一定量的表达外切葡聚糖纤维二糖水解酶的毕赤酵母以及适量的甲醇，在49~52℃密闭发酵处理7~8h，过滤并洗涤，得到表面活化的木浆纤维丝；