[发明专利]一种超疏水、导电、耐溶胀的含氟硅橡胶泡沫复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超疏水、导电、耐溶胀的含氟硅橡胶泡沫复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)将碳系导电粒子分散在浓硫酸和浓硝酸的混合液中搅拌、氧化，然后离心、水洗、干燥得到羟基化的导电粒子，将所得羟基化的导电粒子加入含有表面活性剂的去离子水中，超声分散得到导电溶液；

(2)将含氟硅烷偶联剂和去离子水加入乙醇中，超声水解得到含氟硅烷偶联剂水解液；

(3)将含氟硅橡胶泡沫浸入到步骤(1)的导电溶液中，离心、干燥；

所述的含氟硅橡胶泡沫采用化学发泡方法制备得到，表面具有残余的含氢官能团，泡沫密度在0.1～0.3g/cm^-3；

所述化学发泡方法包括步骤：

(I)将质量比为1:1:0.01～0.05:0.01～0.02的含氢氟硅油、全氟硅油、发泡剂和抑制剂混合均匀得到组分A，另取全氟硅油与铂系催化剂混合均匀得到组分B；

所述组分A中，所述发泡剂为氟硅表面活性剂和含羟基试剂的混合物，所述抑制剂为硅炔类化合物，结构式如下：

其中，R¹、R²、R³分别独立选自H、甲基或乙基，R选自环己基或异丙基；

所述组分B中，所述全氟硅油与铂系催化剂中Pt的质量比为100:0.0001～0.01；

(II)将组分A和组分B按质量比1:1混合，搅拌均匀后在室温下反应2～10min，所得产物于50～125℃下交联固化10～60min即得所述的含氟硅橡胶泡沫；

(4)重复步骤(3)1～2次，制得导电的含氟硅橡胶泡沫材料，然后将所述的导电的含氟硅橡胶泡沫材料浸入步骤(2)的含氟硅烷偶联剂水解液中，离心、干燥，即得所述的超疏水、导电、耐溶胀的含氟硅橡胶泡沫复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氟硅橡胶泡沫、碳系导电粒子、含氟硅烷偶联剂和表面活性剂的质量比为2:0.05～0.2:1～2:0.1～0.4。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的碳系导电粒子选自炭黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的含氟硅烷偶联剂为全氟长链硅烷偶联剂，选自十七氟癸基三甲氧基硅烷和/或十三氟辛基三乙氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠和/或十二烷基磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述浓硫酸浓度不小于10mol/L，所述浓硝酸浓度不小于4mol/L，所述浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1，所述氧化的时间为18～24h，干燥温度为90～100℃，干燥时间为2～3h，超声分散时间为0.5～2.0h，导电溶液中羟基化的导电粒子的浓度为0.5～2.0mg/mL；

步骤(2)中，所述含氟硅烷偶联剂和去离子水的质量比为1～2:1，所述含氟硅烷偶联剂水解液中含氟硅烷偶联剂的质量分数为1％～2％，所述超声的时间为30～60min；

步骤(3)中，所述干燥的温度为70～100℃，时间为0.5～2.0h；

步骤(4)中，所述干燥的温度为60～80℃，时间为0.5～2.0h。

7.根据权利要求1～6任一权利要求所述的制备方法制备得到的超疏水、导电、耐溶胀的含氟硅橡胶泡沫复合材料。

8.根据权利要求7所述的超疏水、导电、耐溶胀的含氟硅橡胶泡沫复合材料，其特征在于，表面的水接触角大于150°，滚动角小于10°。