[发明专利]一种高强度导电自愈合的橡胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）室温下将纳米甲壳素分散液加入去离子水稀释，然后进行超声处理；

2）将碳纳米管加入步骤1）中正在超声的纳米甲壳素分散液中，继续超声处理；

3）向步骤2）中的纳米甲壳素与碳纳米管混合液中加入环氧化天然橡胶胶乳，继续超声共混；

4）将羧甲基壳聚糖溶液和去离子水加入步骤3）中混合液中，继续超声处理；

5）将步骤4）中所得混合物倒入模具中进行干燥得到复合膜后，将复合膜进行热压成型，得到高强度导电自愈合复合材料；

原料配方组成为：环氧化天然橡胶乳25 g，羧甲基壳聚糖0.5 g，纳米甲壳素5.48 g，碳纳米管0.05 g、0.1 g、0.15 g或0.25g，去离子水为300ml。

2.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1）中超声处理的时间为1~3 min；步骤2）中继续超声处理的时间为25-40 min；步骤3）中继续超声共混的时间为15~45 min；步骤4）中继续超声处理的时间为20~40 min；步骤1）-步骤4）超声的功率为300-600 W。

3.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，所述的导电碳纳米管选用单壁碳纳米管、多壁碳纳米管或者单壁碳纳米管与多壁碳纳米管二者任意比例的混合物；所述的导电碳纳米管的直径5-15 nm，长10-30μm。

4.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，所述的环氧化天然橡胶胶乳的环氧度为10-30%。

5.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，所述的羧甲基壳聚糖溶液制备方法为：向羧甲基壳聚糖粉末中加入去离子水，然后在常温下机械搅拌15~45 min，搅拌速率为500-1500 r/min，得羧甲基壳聚糖溶液。

6.根据权利要求5所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，所述的羧甲基壳聚糖粉末的粒径为500 nm-1 μm。

7.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，按重量百分比计，步骤1）所得的纳米甲壳素分散液中纳米甲壳素占3%-5%，其余为水；纳米甲壳素为平均直径100 nm的圆形纳米填料。

8.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，步骤5）中，所述的干燥的温度为35-60 ℃，干燥的时间为24-36 h；所述的模具为聚四氟乙烯模具，陶瓷模具或者玻璃模具。

9.根据权利要求1所述的高强度导电自愈合复合材料的制备方法，其特征在于，所述的热压成型的温度为100~130℃，所述的热压成型时间为5-15 min；步骤1）和步骤3）中的去离子水质量比为1:1-2:1。

10.一种高强度导电自愈合复合材料，其特征在于，其由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得；所得的高强度导电自愈合复合材料的拉伸强度为1.1-3.5MPa，电导率为0.000033-0.0012 S/m，自愈合效率为45-91%；

其中自愈合效率的测试方法：将试样用干净刀片从中间剪断，将断面接触在一起并放置在常温下愈合24 h；将愈合后的试样进行应力测试，按照如下公式（1）计算自愈合效率；

自愈合效率=（1）。