【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法，还涉及一种硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料，属于导电硅橡胶材料。
技术介绍
1、导电硅橡胶是一种重要的导电高分子材料，它保留了硅橡胶的易加工、高回弹性和耐候性等优良特性，同时可以通过调节导电填料的种类和用量来调整其导电性能。通常情况下，导电硅橡胶所使用的填料可以分为两大类：金属系填料(如铜粉、银粉)；碳系填料(如导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯)。其中，金属系填料在导电性能方面优于碳系填料，但其与硅橡胶之间的相容性很差、耐盐雾不足，导致导电硅橡胶的综合性能下降，应用范围受限。相反，碳系填料的导电性虽然相对较弱，但是其对硅橡胶具有优异的补强性能，相容性较好，可以同时改善硅橡胶的电学和力学性能，以满足硅橡胶在航空航天、电子电气等高端制造业领域更严格的要求。然而碳系填料导电硅橡胶在传统的制备工艺下需要加入大量的导电填料才能实现良好的导电性能，但是，大量导电填料的加入又破坏了硅橡胶的原有结构，大量填料的分散不均也会严重影响硅橡胶的力学性能，造成整体性能下降，这些都是导电硅橡胶目前科研工作中的问题与不足。因此，想要使硅橡胶达到优异的电学和力学性能，便要以低导电填料添加量在硅橡胶网络中构筑连续且匹配的导电网络，因此在硅橡胶中成功引入连续导电网络且两者网络相互匹配的工艺在导电硅橡胶的制备过程中尤为重要。目前在该方面的研究较少，研究者们并没有针对此问题提出一种合适的导电硅橡胶制备工艺。
2、近年来，随着对硅橡胶三维导电网络结构构筑研究的深入，导电
3、专利公开号为cn115010964a的中国专利技术专利公开了一种导电硅橡胶的制备方法，具体制备方法如下：将导电填料与正庚烷混合均匀后得到混合物a，其中，所述导电填料为石墨烯、碳纳米管与碳纤维材料的混合物；将液体硅橡胶与正庚烷混合均匀后得到混合物b；先将混合物a与混合物b按所需比例混合均匀，然后依次进行抽真空处理、浇注、静置直至正庚烷完全挥发，再经固化得到导电硅橡胶复合材料，其中，所述混合物a与混合物b的质量比为1:1-1.5，所述可导电硅橡胶复合材料中石墨烯的含量为4.5-5.5wt％、碳纳米管的含量为1-1.25wt％、碳纤维的含量为6-7.5wt％。通过四探针法测试得到了导电硅橡胶复合材料的体积电阻率为10ω·cm，即电导率为10s/m。该专利使用了较多的导电填料(11.5-14.25wt％)实现了较为优异的导电性能，这会影响硅橡胶的力学性能，且该专利中也并未涉及导电硅橡胶复合材料中导电网络及其与硅橡胶网络之间匹配相容性的研究。
技术实现思路
1、针对现有技术中提及的不足，本专利技术提供了一种硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法，该方法通过将碳气凝胶进行硅烷偶联剂改性，并将改性后的碳气凝胶与硅橡胶进行复合，最终制备得到硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料，其复合方式为：以改性碳气凝胶为导电填料，采用真空辅助浸注工艺将硅橡胶原料溶液填充入改性碳气凝胶中，然后通过真空固化成型工艺，即可得到硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料。
2、具体的，本专利技术提供的硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)使用碳材料制得碳气凝胶；
4、(2)使用硅烷偶联剂对碳气凝胶进行表面改性；
5、(3)以改性碳气凝胶为导电填料，采用真空辅助浸注工艺将硅橡胶原料溶液填充入改性碳气凝胶中，然后通过真空固化成型工艺，即可得到硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料。
6、进一步的，所述碳材料可以为氧化石墨烯、碳纳米管、碳纤维、纤维素、间苯二酚、甲醛、三聚氰胺、苯酚、糠醛、甲酚等，优选为氧化石墨烯。
7、进一步的，所述碳气凝胶可以通过现有技术中报道的方法进行制备，例如可以为溶胶凝胶法(gao q,wang x,shi z,et al.synthesis of porous nico2s4aerogel forsupercapacitor electrode and oxygen evolution reaction electrocatalyst[j].chemical engineering journal(lausanne,switzerland:1996),2018,331:185-193.)、水热法(xu y,sheng k,li c,et al.self-assembled graphene hydrogel via a one-step hydrothermal process[j].acs nano,2010,4(7):4324-4330.)、化学气相沉积法(chen z,ren w,gao l,et al.three-dimensional flexible and conductiveinterconnected graphene networks grown by chemical vapour deposition[j].natmater,2011,10(6):424-428.)、气泡模板法(pang k,song x,xu z,et al.hydroplasticfoaming of graphene aerogels and artificially intelligent tactile sensors[j].sci adv,2020,6(46).)、冰模板法(huang c,wang y,cheng y,et al.naturally driedsuperelastic bioinspired graphene aerogel for pressure/stretch sensing andseparation[j].composites science and technology,2022,226:109549.)等，或者是这些方法中两种或两种以上的组合。
8、在本专利技术某一具体实施方式中，碳气凝胶通过气泡模板法与冰模板法相结合的方法制得，具体可以参照现有技术(zhang x,zhang t,wang z,et al.ultralight,superelastic,and fatigue-resistant graphene aerogel templated by graphene本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：制备碳气凝胶所使用的碳材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、碳纤维、纤维素、间苯二酚、甲醛、三聚氰胺、苯酚、糠醛或甲酚；优选的，碳材料为氧化石墨烯。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是：制备碳气凝胶所使用的方法选自溶胶凝胶法、水热法、化学气相沉积法、气泡模板法、冰模板法，或者是这些方法中两种或两种以上的组合；优选的，制备碳气凝胶所使用的方法为气泡模板法与冰模板法相结合的方法。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征是：采用硅烷偶联剂对碳气凝胶进行表面改性的方式为：将碳气凝胶在硅烷偶联剂和有机溶剂的混合液中进行浸泡处理，浸泡完后进行干燥，得到硅烷偶联剂改性碳气凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：包括下述条件中的至少一种：条件一：所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺甲基三乙氧基
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：真空辅助浸注时，真空度为0.05-0.1Mpa；真空固化成型时，真空度为0.05-0.1Mpa，温度为55-65℃。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是硅橡胶原料溶液的重量份组成为：乙烯基封端聚二甲基硅氧烷100份、白炭黑0-50份、聚二甲基硅氧烷4-6份、乙烯基封端甲基硅树脂0-50份、抑制剂0.2-0.4份、Pt催化剂1.5-2份、交联剂，其中交联剂按照乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和乙烯基封端甲基硅树脂中的碳碳双键与含氢硅油中的硅氢键的摩尔比为1:1.1-1.3的标准确定其添加量。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：乙烯基封端聚二甲基硅氧烷选自粘度为1900-2200mPa·s、乙烯基含量为0.0067-0.0135mol/100g的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷和粘度为480-520mPa·s、乙烯基含量为0.0141-0.0173mol/100g的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷中的至少一种；优选的，粘度为1900-2200mPa·s的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷的含量为0-35％，更优选为10-35％。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：包括下述条件中的至少一种：条件1：聚二甲基硅氧烷的粘度为480-520mPa·s；
10.权利要求1-9中任一项所述的硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法制得的产品。
...【技术特征摘要】
1.一种硅烷偶联剂改性碳气凝胶/硅橡胶双网络复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：制备碳气凝胶所使用的碳材料包括氧化石墨烯、碳纳米管、碳纤维、纤维素、间苯二酚、甲醛、三聚氰胺、苯酚、糠醛或甲酚；优选的，碳材料为氧化石墨烯。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是：制备碳气凝胶所使用的方法选自溶胶凝胶法、水热法、化学气相沉积法、气泡模板法、冰模板法，或者是这些方法中两种或两种以上的组合；优选的，制备碳气凝胶所使用的方法为气泡模板法与冰模板法相结合的方法。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征是：采用硅烷偶联剂对碳气凝胶进行表面改性的方式为：将碳气凝胶在硅烷偶联剂和有机溶剂的混合液中进行浸泡处理，浸泡完后进行干燥，得到硅烷偶联剂改性碳气凝胶。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是：包括下述条件中的至少一种：条件一：所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷或苯胺甲基三乙氧基硅烷，优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：真空辅助浸注时，真空度为0.05-0.1mpa；真...
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