[发明专利]一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法

权利要求书

1.一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，包括掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶的制备步骤和气相沉积的石墨烯表面膜的制备步骤；气相沉积的石墨烯表面膜包覆于掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶表面；

高温橡胶基底的制备步骤中，以丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯为主单体，主单体、硫化点单体甲基丙烯酸环氧丙酯、纳米Cu复合Ni片、纳米GaIn颗粒与溶剂混合形成单体混合溶液，对单体混合溶液加热至恒温并加入引发剂，取样，对所取样品脱水并干燥，得到掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶；

气相沉积的石墨烯表面膜的制备步骤中，通过等离子体增强气相沉积(PECVD)方法将石墨烯膜沉积于掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶表面。

2.根据权利要求1所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，

掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶的制备过程包括以下步骤：

(1)将丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯提纯，去除阻聚剂及其它杂质，冷藏，备用；

(2)将步骤(1)中所得的主单体丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯以及硫化点单体甲基丙烯酸环氧丙酯、纳米Cu复合Ni片、纳米GaIn颗粒与溶剂混合形成单体混合溶液，其中Ga与In原子比为1:10-10:1；

(3)对步骤(2)中所得的单体混合溶液进行搅拌，并将搅拌反应釜里的空气排空；

(4)对步骤(3)中所得的单体混合溶液进行油浴加热，当单体混合溶液的温度恒定在设置温度不变时加入引发剂，并开始取样，每隔3-10分钟取样一次；

(5)反应过程保持在2个小时以上，实验结束后对所取样品脱水，将样品真空烘干至恒重，得到掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶。

3.根据权利要求1所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，气相沉积的石墨烯表面膜的制备过程包括以下步骤：

将事先制备的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶表面用去离子水、乙醇、丙酮的一种或几种进行多次清洗，放入管式炉中；

将管式炉抽至真空状态，保持真空泵开通状态，通入保护气体，保持3-10分钟；之后持续保持真空泵开通状态，根据H₂:保护气体＝20：(200～300)的气体流量比，通入管式炉中；

使管式炉内温度以5～10℃/min的速率升温至100～250℃，随后保温10～20分钟；在开始保温5分钟后，打开等离子体发射器，在预处理后的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶上沉积石墨烯，持续3～10分钟，关闭等离子体发射器；

之后冷却到室温，关闭真空泵，取出沉积了石墨烯的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，实现导电能力的所述的石墨烯为多原子层石墨烯。

5.根据权利要求3所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，所述的保护气体为纯氩气、氮气或者氩气和氮气的混合气体。

6.根据权利要求2所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，步骤(1)中将丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯在旋转蒸发仪中提纯；步骤(2)中，所述的溶剂为甲苯或乙酸乙酯；步骤(3)中，将步骤(2)中所得的单体混合溶液加入到玻璃反应釜磁力搅拌，打开搅拌桨且转速设置为100-1000r/min，并通入保护气体将反应釜里的空气排空；步骤(4)中油浴加热1-5小时。

7.根据权利要求6所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，所述的保护气体为纯氩气、氮气或者氩气和氮气的混合气体。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种使用气相沉积石墨烯来实现高温橡胶导电的方法，其特征在于，将沉积了石墨烯的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶加热到60℃、120℃或180℃，测试样品的导电能力；随后将沉积了石墨烯的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶拉伸1％～10％，实现石墨烯薄膜与丙烯酸酯橡胶基底的协同拉伸应变，测试样品的导电能力；将沉积了石墨烯的掺杂纳米Cu复合Ni片与纳米GaIn颗粒的丙烯酸酯橡胶放入强酸或者强碱中浸泡，取出冲洗后，测试样品的导电能力。