[发明专利]基于原位聚合的导电/导热石墨烯/形状记忆聚合物复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种基于原位聚合的导电/导热石墨烯/形状记忆聚合物复合材料、制备方法及应用，属于高性能复合材料的合成领域。通过原位聚合的方法制备，首先将以石墨烯为主的导电填充相分散在合成形状记忆聚合物基体的液相单体和/或溶剂中形成分散液，然后再将载有导电填充相的分散液与合成形状记忆聚合物单体进行聚合反应，从而制备石墨烯/形状记忆聚合物复合材料。合成的复合材料电导率达到33.16S/m,熔融温度为290℃～310℃；发生预变形时形状固定率范围是50～99％；材料在预变受热后发生形状恢复，其形状恢复率范围为10～95％。制备的石墨烯/形状记忆聚合物经预变形后可以完整包覆在任意大小与形状的电子设备当中，对设备进行有效电磁屏蔽、抗静电和热传导。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及基于石墨烯的聚合物的智能型多功能材料。

背景技术

导电形状记忆聚合物不仅具有显著的形状记忆效应从而赋予产品大变形、自展开的智能特性，而且具备导体聚合物独特的电学和光学特性，如电致发光特性、电磁屏蔽特性和抗静电特性等，是一种极具工程实用价值的智能型多功能材料。

除此，可展开的电致发光器件、可展开的抗静电设施等智能半导体装置都将成为可能。因此，对形状记忆聚合物进行导电功能化处理使其具有导电能力，将有力促进形状记忆聚合物智能材料在电子工程领域的广泛应用，具有较好的经济效益和社会价值。但是，目前已公开的有关通过调控形状记忆聚合物的网络结构来实现其导电功能化研究的报道很少。

专利文献CN109880279A公开了一种电磁屏蔽材料的制备方法，该方法通过超声搅拌，浇注，干燥，电镀制备PC/MWNT/Ni复合膜，再与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯熔融共混制备电磁屏蔽复合材料。该方法工艺流程复杂且还需浇注，电镀工艺，成本高且时间长，其次通过熔融共混的方式进行制备，在高剪切力下，有可能损伤复合膜的性能，且不利于复合膜的分散，难以形成导电通路。

专利文献CN 104419107A公开了一种基于碳纤维和石墨烯聚合物基电磁屏蔽材料制备方法，该方法先将碳纤维和石墨烯进行超声分散，再通过溶液共混的方式与聚合物进行共混，最后进行熔融共混的方式制备复合材料。该方法首先溶液共混的方式需要有效去除溶剂，增加成本且污染环境，其次熔融共混的方式不利于导电填料的分散，且易破坏填料的结构从而影响电导率和电磁屏蔽效能，最后复合材料功能单一，不具备智能材料特性。

专利文献CN 109762339A公开了一种碳纳米管/石墨烯/聚合物电磁屏蔽材料制法及其应用，该方法通过溶液共混方法将碳纳米管、石墨烯与聚合物共混，然后过滤干燥，最后通过高温煅烧处理，获得三维碳纳米管/石墨烯复合物。该方法通过溶液共混制备的复合材料，导电填料与聚合物分子之间仅有范德华力这种弱相互左右，且需要去除溶剂，增加成本污染环境。最后复合材料功能单一，不具备智能材料特性。

针对现有技术中存在的上述问题，本专利提供一种基于原位聚合的石墨烯/形状记忆聚合物复合材料的制备方法。相对于现有专利技术，本发明的技术特点是：通过原位聚合法，将石墨烯作为导电填充相分散在有机溶剂中，载有导电填充相的液相与原料单体聚合，从而制备石墨烯/形状记忆复合材料。其中选择石墨烯在有机溶剂中分散量最大且最大限度分散均匀作为分散液制备石墨烯/形状记忆复合材料，从而获得高导电、电磁屏蔽效能、防静电和热传导复合材料。

发明内容

为了解决当前导电复合材料制备工艺流程复杂，复合材料的电导率不高且功能单一的问题，本发明提供了一种基于原位聚合的石墨烯/形状记忆聚合物复合材料、制备方法及其应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。