烯酸酯類、苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯類共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯、酚醛樹脂、聚硅氧烷、聚苯基硅氧烷中的一種或幾種。
[0048]優選地，所述球形聚合物直徑為200nm?ΙΟμπι。
[0049 ]可以理解，本發明提供的聚合物導電復合材料，由一維結構的導電納米線、二維結構的石墨烯及球形聚合物基體組成，結合了一維導電納米線材料與二維石墨烯的優勢，通過二維石墨烯與聚合物基體復合后再與具有優異電性能的高長徑比一維導電納米線進行復合，從而提高了導電填料在聚合物基體中的分散均勻性，增加了聚合物復合材料中導電填料之間的接觸機會，利用一維導電納米線與二維石墨烯的協同作用，構建了高效的導電通路網絡，提高了聚合物復合材料的導電性。
[0050]請參閱圖1，為本發明提供的聚合物導電復合材料的制備方法的聚合物基導電復合材料及其制備過程示意圖，包括下述步驟:
[0051 ]步驟SlO:制備石墨烯包覆聚合物的聚合物/石墨烯復合材料
[0052]將氧化石墨烯的水分散液與球形聚合物的水分散液混合，使氧化石墨烯均勻包覆在球形聚合物表面，得到氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料；
[0053]然后對所述氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料進行原位化學還原，得到還原氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料；
[0054]通過洗滌，去除未反應的雜質后，重新分散至去離子水中，得到石墨烯包覆聚合物的聚合物/石墨烯復合材料；
[0055]步驟S20:制備多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物
[0056]將所述導電納米線的水分散液加入到步驟(I)制備的所述聚合物/石墨烯復合材料的水分散液中，混合均勻，得到多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合分散液；
[0057]抽濾去除水介質，再經干燥得到多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物；
[0058]步驟S30:制備多維雜化結構的聚合基導電復合材料
[0059]將步驟(2)制備的多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物模壓成型，得到多維雜化結構的聚合基導電復合材料。
[0060]可以理解，本發明上述制備方法由于采用二維結構的氧化石墨烯在球形聚合物基體中均勻分散并原位還原，形成網絡化的導電通路，有利提高聚合物復合材料的導電性;一維結構的導電納米線與還原氧化石墨烯均勻分散并緊密接觸，二者的協同作用促使聚合物復合材料導電性的進一步提高。
[0061 ] 實施例1:
[0062]取1mL 5mg/mL(l質量份)的氧化石墨稀水分散液，加入到89mL 5wt%(89質量份)的粒徑約為440nm的聚苯乙烯球水分散中，磁力攪拌均勻，緩慢滴加鹽酸溶液，將混合溶液pH調至2，攪拌下混合30min得到氧化石墨稀包覆球形聚苯乙稀復合材料混合溶液;將上述混合溶液置于80°C的水浴中，加入5ml85 %的水合肼，磁力攪拌下反應3h后結束，得到氧化還原石墨烯包覆聚苯乙烯復合材料的混合溶液。將此混合溶液抽濾、水洗多遍去除未反應雜質后，重新分散至I OOmL去離子水中，再往其中加入I OmL 5wt % (1質量份)的銀納米線水分散液，攪拌分散均勻，得到多維雜化結構的聚苯乙烯/石墨烯/銀納米線混合分散溶液。抽濾去除水介質，放入60 0C烘箱中干燥，將干燥后的粉末放入模具中，180 °C、15MPa下壓制1min得到多維雜化結構的聚合物基導電復合材料。該實施例制備的多維雜化結構的聚合物基導電復合材料中一維結構的銀納米線與二維結構的石墨烯與聚合物基體的質量比為10:1:89，電導率約為2505/111。
[0063]請參閱圖2、圖3及圖4，分別為實施例1制備的多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物SHM圖，多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物的局部放大SEM圖及多維雜化結構的聚合物基導電材料的斷面SEM圖。
[0064]實施例2:
[0065]取30mL 5mg/mL(3質量份)的氧化石墨稀水分散液，加入到70mL 5wt%(70質量份)的粒徑約為2.2μπι的聚甲基丙烯酸甲酯微球水分散中，磁力攪拌均勻，緩慢滴加鹽酸溶液，將混合溶液PH調至3，攪拌下混合30min得到氧化石墨烯包覆球形聚甲基丙烯酸甲酯復合材料混合溶液;將上述混合溶液置于1000C的水浴中，加入5ml 45 %的氫碘酸，磁力攪拌下反應1h后結束，得到氧化還原石墨烯包覆聚甲基丙烯酸甲酯復合材料的混合溶液。將此混合溶液抽濾、水洗多遍去除未反應雜質后，重新分散至10mL去離子水中，再往其中加入27mL5wt%(27質量份)的銅納米線水分散液，攪拌分散均勻，得到多維雜化結構的聚甲基丙烯酸甲酯/石墨烯/銅納米線混合分散溶液。抽濾去除水介質，放入40°C的真空烘箱中干燥，將干燥后的粉末放入模具中，室溫、30MPa下壓制30min得到多維雜化結構的聚合物基導電復合材料。該實施例制備的多維雜化結構的聚合物基導電復合材料中一維結構的銀納米線與二維結構的石墨烯與聚合物基體的質量比為27:3:70，電導率約為1080S/m。
[0066]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種聚合物導電復合材料，其特征在于，由一維結構的導電納米線、二維結構的石墨烯及球形聚合物基體組成，各組分質量配比如下: 一維結構的導電納米線5?40份 二維結構的石墨稀 0.5?5份 球形聚合物基體55?90份。2.如權利要求1所述的聚合物導電復合材料，其特征在于，所述導電納米線為銀納米線、銅納米線、金納米線、鎳納米線、鋁納米線、鐵納米線、單壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或幾種。3.如權利要求2所述的聚合物導電復合材料，其特征在于，所述導電納米線長度為5?5 O Oym，直徑 30 ?300nm。4.如權利要求1所述的聚合物導電復合材料，其特征在于，所述球形聚合物基體為球形的聚苯乙烯類、聚甲基丙烯酸酯類、聚丙烯酸酯類、苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸酯類共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯、酚醛樹脂、聚硅氧烷、聚苯基硅氧烷中的一種或幾種。5.如權利要求4所述的聚合物導電復合材料，其特征在于，所述球形聚合物直徑為200nm?10um。6.一種如權利要求1所述的聚合物導電復合材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟SlO:制備石墨烯包覆聚合物的聚合物/石墨烯復合材料 將氧化石墨烯的水分散液與球形聚合物的水分散液混合，使氧化石墨烯均勻包覆在球形聚合物表面，得到氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料； 然后對所述氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料進行原位化學還原，得到還原氧化石墨烯包覆聚合物的復合材料； 通過洗滌，去除未反應的雜質后，重新分散至去離子水中，得到石墨烯包覆聚合物的聚合物/石墨烯復合材料； 步驟S20:制備多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物將所述導電納米線的水分散液加入到步驟(I)制備的所述聚合物/石墨烯復合材料的水分散液中，混合均勻，得到多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合分散液； 抽濾去除水介質，再經干燥得到多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物； 步驟S30:制備多維雜化結構的聚合基導電復合材料 將步驟(2)制備的多維雜化結構的聚合物/石墨烯/導電納米線混合物模壓成型，得到多維雜化結構的聚合基導電復合材料，所述多維雜化結構的聚合物導電復合材料中各組分的質量配比如下: 一維結構的導電納米線5?40份 二維結構的石墨稀 0.5?5份 球形聚合物基體55?90份。7.如權利要求6所述的聚合物導電復合材料的制備方法，其特征在于，步驟SlO中，制備石墨烯包覆聚合物的聚合物/石墨烯復合材料，具體包括下述步驟: 將氧化石墨烯的水分散液與球形聚合物的水分散液混合，使用陽離子球形聚合物或通過調節溶液pH至I?6使氧化石墨稀均勾包覆在球形聚合物表面，得到氧化石墨稀包覆聚合物的復合材料。8.如權利要求6所述的聚合物導電復合材料的制備方法，其特征在于，步驟SlO中，氧化石墨烯原位還原方法為化學還原，還原劑為水合肼、二甲肼、氫碘酸、硼氫化鈉、硼氫化鉀、維生素C、濃氨水中的一種。9.如權利要求6所述的聚合物導電復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S30中，所述模壓成型為冷壓或加熱模壓，冷壓條件為:溫度為室溫，壓力為l_30MPa，時間1min?3h;加壓條件為:溫度(Tg+ΙΟ)?(Tg+50) °C，Tg為聚合物玻璃化轉變溫度，壓力l-30MPa，時間2min?2h0
【專利摘要】本發明提供了一種聚合物導電復合材料，由一維結構的導電納米線、二維結構的石墨烯及球形聚合物基體組成，結合了一維導電納米線材料與二維石墨烯的優勢，通過二維石墨烯與聚合物基體復合后再與具有優異電性能的高長徑比一維導電納米線進行復合，從而提高了導電填料在聚合物基體中的分散均勻性，增加了聚合物復合材料中導電填料之間的接觸機會，利用一維導電納米線與二維石墨烯的協同作用，構建了高效的導電通路網絡，提高了聚合物復合材料的導電性。此外，本發明還提供了一種聚合物導電復合材料的制備方法。
【IPC分類】C08L25/06, C08L33/12, C08K7/06, C08K3/04
【公開號】CN105623136
【申請號】CN201610154701
【發明人】胡友根, 趙濤, 朱朋莉, 梁先文, 朱玉, 帥行天, 韓延康, 孫蓉
【申請人】中國科學院深圳先進技術研究院
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月17日