[发明专利]一种导电柔性材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种导电柔性材料及其制备方法与应用，该导电柔性材料包括丁苯橡胶泡沫材料；所述丁苯橡胶泡沫材料表面设有还原氧化石墨烯Ⅰ；所述还原氧化石墨烯Ⅰ表面设有还原氧化石墨烯Ⅱ和CNT。采用GSBR泡沫材料为模板，其中GSBR内部设有氧化石墨烯，通过真空辅助浸渍法，实现了导电填料在GSBR复合材料中的有序分布。相比填料的随机分布，填料的有序分布能更高效地构筑填料网络，在低填料用量下较大幅度地提高了GSBR复合材料的电导率。同时，通过调控GSBR泡沫材料的泡孔的取向分布和随机分布，制备了出各向异性和各向同性的导电柔性材料。

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种导电柔性材料及其制备方法与应用。

背景技术

在聚合物基体中填充大量填料来构建导电填料网络，是实现大幅提高聚合物材料导电性能的主要途径；但是大量填料的加入会导致复合材料的成本高、加工困难和力学性能下降等问题；相关技术中预先将纳米填料组装成三维宏观结构(多孔模板)，包括石墨烯气凝胶、六方氮化硼(BNNS)气凝胶和复合气凝胶等，然后填充聚合物是能有效地形成三维填料网络的一种常用方法。但存在纳米三维多孔模板结构可控性差、结构强度低和成本高等问题，并伴随有聚合物填充的成功率低等问题。

因此，需要开发一种导电柔性材料，该材料的导电率高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种导电柔性材料，该材料的导电率高。

本发明还提供了上述导电柔性材料的制备方法。

本发明还提供了上述导电柔性材料的应用。

本发明第一方面提供了一种导电柔性材料，包括丁苯橡胶泡沫材料；

所述丁苯橡胶泡沫材料表面设有还原氧化石墨烯Ⅰ；

所述还原氧化石墨烯Ⅰ表面设有还原氧化石墨烯Ⅱ和CNT。

为了提高聚合物材料的导电性能，通常人们在聚合物基体中填充各种具有高电导率的填料，如碳填料和金属粉末等，在尽可能低的填料含量下实现复合材料的高导电性能；同时碳纳米管(carbon nanotubes，CNT)和还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide，rGO)都是具有高电导率的碳填料，且CNT和石墨烯均具有大的比表面积，是提高聚合物的导电性能的理想填料。在聚合物基体中填充大量填料来构建导电填料网络，是实现大幅提高聚合物材料导电性能的主要途径。

同时，相比填料在聚合物复合材料中的随机分布，调控填料在聚合物复合材料中进行有序分布是构建填料网络的高效的手段。实现CNT和石墨烯在聚合物中的有序分布，是在低填料用量下构筑高效的导电网络的重要方法。

根据本发明的一些实施方式，所述还原氧化石墨烯Ⅰ的片层数为2层～20层。

根据本发明的一些实施方式，所述还原氧化石墨烯Ⅰ的片层尺寸为50nm～5mm。

根据本发明的一些实施方式，所述CNT的长度为100nm～10mm。

根据本发明的一些实施方式，所述还原氧化石墨烯Ⅱ的片层数为2层～20层。

根据本发明的一些实施方式，所述还原氧化石墨烯Ⅱ的片层尺寸为50nm～5mm。

根据本发明的一些实施方式，所述还原氧化石墨烯Ⅱ和所述CNT在所述导电柔性材料中的质量分数为0.1％～1％。

根据本发明的一些实施方式，所述丁苯橡胶泡沫材料包括以下制备原料：丁苯橡胶乳液、硫化剂、氧化锌、促进剂、防老剂、扩散剂和pH调节剂。

根据本发明的一些实施方式，所述丁苯橡胶乳液的固含量为5％～50％。

根据本发明的一些实施方式，所述硫化剂包括硫磺。