一种铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法技术

一种铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法，属于功能高分子材料领域，首先制备铜纳米线导电胶，然后将表面处理的胶乳海绵浸泡在铜纳米线导电胶中，最后真空干燥处理。本发明专利技术方法简便易于工业化生产，其制备的导电胶乳海绵具有导电性能好，电阻率低，回弹性高。

Preparation of a copper nanowire composite latex conductive sponge

A preparation method of copper nanowire composite latex conductive sponge belongs to the field of functional polymer materials. First, the copper nanowire conductive adhesive is prepared, then the surface treated latex sponge is immersed in the copper nanowire conductive adhesive, and the vacuum drying process is finally processed. The method of the invention is simple and easy to industrial production. The conductive latex sponge prepared by the invention has good electrical conductivity, low resistivity and high resilience.

【技术实现步骤摘要】
一种铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法
本专利技术属于功能高分子材料
，尤其涉及纳米复合材料在胶乳海绵中应用技术。
技术介绍
目前的可穿戴电子产品或机器人设备一般需要多种柔性高导电海绵材料安装在其器件内部，从而起到导电、防静电和降低电磁辐射等效果。在生产导电海绵时，一般选用聚氨酯、硅橡胶等作为基体材料，往往不具备优异的回弹性能，同时材料的绿色环保性也欠佳。胶乳海绵作为一种以天然橡胶为主要原料的海绵制品，具备高回弹性，良好的透气性、绿色无污染等优点，是一种极具市场使用潜力的导电海绵基材。铜纳米线作为新一代柔性导电材料，具有优越的电导率和较低的制造成本。目前的导电海绵加工方法是大都需要选用一些成本较高的银基材料或者合成工艺复杂的碳化工艺。
技术实现思路
为了克服以上现有技术存在的问题，本专利技术提出一种方便生产的铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法。本专利技术包括如下步骤：1）将氯化铜、乙二醇、油胺和碳粉混合后进行水热反应，反应结束后冷却至室温，取反应成生成的溶液离心，取固相，再与分散溶剂混合，得铜纳米线导电胶。2）将胶乳海绵在乙醇水溶液中浸泡后取出，经干燥得表面处理的胶乳海绵。该浸泡过程可以除去海绵上的杂质，并使其表面活化，有助于增强导电胶在海绵上的粘附力。3）浸泡：将所述表面处理的胶乳海绵铜经纳米线导电胶浸泡后，经真空干燥，得铜纳米线复合胶乳导电海绵。在该浸泡过程中铜纳米线导电胶可以充分进入海绵的孔隙，并均匀地吸附在其表面，再通过真空干燥，将导电胶中的溶剂迅速除去，从而可以在海绵表面形成稳定的导电层。同时铜纳米线能够在海绵上形成网状结构，时导电海绵在拉伸或压缩时依然能保持稳定的导电性。为了拓展胶乳海绵的适用范围，研发新型海绵产品，本专利技术通过铜纳米线复合胶乳导电海绵技术将纳米材料的导电性与海绵的良好的回弹性能相结合，选用铜基材料既降低了生产成本又能使材料获得优异的导电性能，采用本专利技术方法制得的铜纳米线复合胶乳导电海绵导电性能好，电阻率低，。该方法保留了海绵较好的回弹性，且步骤简便易于工业化生产，也有助于满足市场需求。进一步地，本专利技术以上所述步骤1）中，所述氯化铜、乙二醇、油胺、碳粉和分散溶剂的混合质量比为1～5∶80∶0.1～0.5∶0.1～1∶10～50，且氯化铜和油胺的混合质量比为10∶1。采用上述比例有助于形成稳定分散的铜纳米线，碳粉的加入有助于改善导电胶的抗氧化能力，乙二醇作为还原剂，并可以防止纳米材料的团聚。油胺在反应中可以调节铜纳米的形貌尺寸，只有在该配比下才能保证材料具有良好的导电能力。优选地，所述步骤1）中，所述氯化铜、乙二醇、油胺和碳粉的混合质量比为1∶80∶0.1∶0.5。采用该方法可制得长度为0.5～50µm，直径为10～100nm铜纳米线导电胶。所述步骤1）中，所述分散溶剂为乙醇、环己烷或异丙醇。该分散剂有助于改善导电胶中纳米材料的分散性，并防止其团聚。所述碳粉为导电石墨、碳纳米管、或石墨烯。有助于改善导电胶中的铜纳米线在海绵上的粘附能力，并能够提高其抗氧化性能。所述水热反应在150～200℃条件下进行。在该温度范围内能够形成稳定的铜纳米线。铜纳米线，碳粉的加入有助于改善导电胶的抗氧化能力，乙二醇作为还原剂。并可以防止纳米材料的团聚。更优选地，所述水热反应在180℃条件下进行。所述步骤2）中，胶乳海绵在乙醇溶液中浸泡的时间为30min±10min。在该时间段，浸泡过程可以充分除去海绵上的杂质，并使其表面活化，有助于增强导电胶在海绵上的粘附力。所述步骤3）中，将所述铜纳米线导电胶浸泡于表面处理的胶乳海绵中的时间为30min±10min。在该时间段，导电胶能够充分吸附在海绵上。所述步骤3）中，所述真空干燥的温度为60℃，能够将导电胶中的溶剂迅速除去。具体实施方式一、铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备工艺：1、制备铜纳米线导电胶：分别称取1kg氯化铜，80kg乙二醇，0.1kg油胺，0.5kg碳粉（导电石墨、碳纳米管或石墨烯）。将上述原料投入水热反应釜内，室温条件下进行搅拌，然后将温度升至180℃时，保温，进行水热反应5小时。待反应液冷却至室温，将反应液离心（转速200～2000r/min），去除反应溶剂，取得固相。将上述固相与50kg分散溶剂（乙醇、环己烷或异丙醇）混合均匀，即得长度为0.5～50µm，直径为10～100nm铜纳米线导电胶。2、胶乳海绵表面处理：取0.5kg胶乳海绵浸泡到的1L乙醇水溶液（其中乙醇的质量百分数为98%）中，经过0.5小时后，取出浸泡过的胶乳海绵并于60℃下干燥，即得表面处理的胶乳海绵。以上使用的原料胶乳海绵中天然橡胶所占的质量百分含量为1～90%。3、浸泡：将表面处理的胶乳海绵浸泡于铜纳米线导电胶中，浸泡时间为0.5小时。4、干燥处理：将步骤3浸泡处理后的胶乳海绵进行烘干，条件是：60℃、真空干燥5小时，即得终产品。二、产品性能：将以上取得的终产品进行试验分析，相关项性能数据如下：表面电阻小于50欧姆，回弹性85～95%。可见：采用本专利技术方法可以获得电阻率低、回弹性高的铜纳米线复合胶乳导电海绵产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）将氯化铜、乙二醇、油胺和碳粉混合后进行水热反应，反应结束后冷却至室温，取反应成生成的溶液离心，取固相，再与分散溶剂混合，得铜纳米线导电胶；2）将胶乳海绵在乙醇水溶液中浸泡后取出，经干燥得表面处理的胶乳海绵；3）浸泡：将所述表面处理的胶乳海绵经铜纳米线导电胶浸泡后，经真空干燥，得铜纳米线复合胶乳导电海绵。

【技术特征摘要】
1.一种铜纳米线复合胶乳导电海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）将氯化铜、乙二醇、油胺和碳粉混合后进行水热反应，反应结束后冷却至室温，取反应成生成的溶液离心，取固相，再与分散溶剂混合，得铜纳米线导电胶；2）将胶乳海绵在乙醇水溶液中浸泡后取出，经干燥得表面处理的胶乳海绵；3）浸泡：将所述表面处理的胶乳海绵经铜纳米线导电胶浸泡后，经真空干燥，得铜纳米线复合胶乳导电海绵。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述氯化铜、乙二醇、油胺、碳粉和分散溶剂的混合质量比为1～5∶80∶0.1～0.5∶0.1～1∶10～50，且氯化铜和油胺的混合质量比为10∶1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述氯化铜、乙二醇、油胺和碳粉的混合质量比为1∶80∶0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张旺，尹振星，柴华，余自洪，韩景，朴元哲，刁国旺，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32