[发明专利]一种丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将丝瓜络纤维与碱性溶液混合处理，所述碱性溶液的摩尔浓度为0.001mol/L～5mol/L，混合处理时间为0.5～50 h，混合处理温度是20～50℃，用去离子水清洗至中性之后再烘干，得到预处理丝瓜络纤维；

（2）将碳基纳米颗粒在多异氰酸酯和有机锡类催化剂的存在下与预处理丝瓜络纤维进行接枝反应，同时经微波、紫外线、γ射线或等离子束辐照处理，得到改性丝瓜络纤维；

（3）在超声波的作用下使改性丝瓜络纤维与液态高分子聚合物前驱体充分混合，形成改性丝瓜络纤维/高分子聚合物前驱体混合物；加热改性丝瓜络纤维/高分子聚合物前驱体混合物，然后进行固化处理，加热的温度是48～85℃，固化时间是1.5～6h，固化温度是85～155℃，得到丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料。

2.根据权利要求1所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述的多异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4`-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、HDI三聚体、IPDI三聚体、TDI三聚体和MDI三聚体中的任一种或多种的混合物；所述的有机锡类催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡；所述有机锡类催化剂与多异氰酸酯的质量比为0.0001 ~ 0.2 : 1。

4.根据权利要求1或3所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，接枝反应的溶剂为DMF、NMP、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、四氢呋喃、苯或甲苯，接枝反应的时间为0.5～48h，反应温度为5～85℃。

5.根据权利要求4所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，得到的改性丝瓜络纤维具有三维相互搭接网络结构，密度为0.05g/cm³～10g/cm³，电导率为0.001S/cm～50 S/cm。

6.根据权利要求1所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，高分子聚合物前驱体是硅橡胶前驱体、聚氨酯前驱体、环氧树脂前驱体、浇铸尼龙前驱体、聚甲基丙烯酸甲酯前驱体、聚酰亚胺前驱体、聚苯乙烯前驱体、天然乳胶前驱体或聚丙烯前驱体。

7.根据权利要求1所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，微波处理时微波频率为20～20000MHZ，时间为0.1～400min，微波输出功率为50W～50000W；紫外处理时，紫外光的波长为100～400nm，功率为50W～5000W，处理时间为0.1～400min；γ射线处理时，γ射线的剂量为0.01～1000 Gy，处理时间为0.1～400min；等离子束处理时，发射等离子束的电流强度为0.01～100 A，处理时间为0.1～400min。

8.根据权利要求1或2所述的丝瓜络/碳基纳米颗粒协同改性聚合物导电复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述碳基纳米颗粒为氧化石墨烯、石墨烯、氨基化碳纳米管、羧基化碳纳米管、羟基化碳纳米管、碳黑、氧化石墨、富勒烯和碳量子点中的任意一种或多种，碳基纳米颗粒与丝瓜络纤维的质量比为0.001～5 : 1。