【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到导电材料制备领域，具体涉及一种导电泡棉及其制备方法。
技术介绍
1、导电泡棉是采用具有优异的弹性的发泡海绵作为原材料，具有大格子透气网格结构材料，最终复合导电材料得到具有导电性能的产品。导电泡棉按材质可以分为：铝箔布泡棉，导电纤维布泡棉，镀金布泡棉，镀炭布泡棉等，广泛应用于手机、lcd显示器、pdp电视、液晶电视、笔记本计算机、mp3、通讯机柜、医疗仪器等电子产品以及军工、航天领域。
2、现有的导电泡棉通常设置为在泡棉外侧包裹导电布、在泡棉上镀导电材料(如金属、碳等)以及泡棉层和导电胶的结构，这些导电泡棉存在导电性能不均匀、制作工艺复杂及整体较厚、占用空间大等问题。
3、导电泡棉的制备方法主要包括：(1)一步法合成，泡棉制备前将泡棉前驱物与导电材料混合，进一步加工成型，由于导电材料与泡棉原料兼容性较差，导致制备过程复杂，不可控因素较多，产品质量良莠不齐；(2)真空蒸镀，在泡棉表面涂覆导电层，但镀层易脱落，产品性能下降快，使用寿命短；(3)浸渍涂层，直接将泡棉浸泡在导电材料分散液中，但导电材料与泡棉存在结合力差、分散不均匀等缺陷，进一步限制了导电泡棉的导电性能。
4、基于此，目前亟需一种制备工艺简单且导电性均匀、稳定的导电泡棉。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种导电泡棉的制备方法，通过将开孔泡棉浸渍于特质的导电墨水中，经多次浸渍、烘干处理，导电墨水中的导电纳米线在助剂的作用下可均匀且牢固地附着在开孔泡棉的表面及孔隙中，形成稳定
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供了一种导电泡棉的制备方法，将开孔泡棉浸渍于导电墨水中，取出烘干，重复操作上述浸渍、烘干操作，直至得到目标电阻值的导电泡棉；
4、所述导电墨水包含按质量百分比计的以下组分：0.2％-0.5％导电纳米线，0.005％-0.01％表面润湿剂，0.01％-0.02％分散剂，0.005％-0.01％交联剂，0.01％-0.015％偶联剂，余量为溶剂。
5、进一步地，上述制备方法中还包括在浸渍导电墨水前对开孔泡棉进行预处理的步骤，具体为：将开孔泡棉置于乙醇中超声处理10-30min，烘干后得到预处理后的开孔泡棉；所述超声处理的超声频率为20-25khz，超声功率为600-900w。本专利技术在浸渍前先对开孔泡棉进行清洗预处理，以去除表面的油脂或其他杂质，同时为泡棉提供大量的活性位点，以提高银纳米线在开孔泡棉上的粘附力。
6、进一步地，所述开孔泡棉与乙醇的浸润比优选为0.5g：20-30ml。
7、进一步地，所述浸渍的处理步骤中：浸渍时间优选为3-15min；所述烘干的处理步骤中：烘干温度可为50-80℃。
8、进一步地，所述烘干操作在红外辐射加热箱中进行；
9、所述红外辐射加热箱由保温箱、设置在保温箱内的红外辐射加热管以及样品托盘组成；所述红外辐射加热管设置于所述保温箱内的顶部和底部，所述样品托盘设置于所述保温箱内中间位置；所述红外辐射加热管在加热过程中可沿着所在平面旋转，旋转的转速为1-10圈/min。导电泡棉在热处理过程中，利用普通烘箱进行干燥处理，很容易因受热不均、热风冲击等导致导电泡棉出现白斑黑点、萎缩变形等问题，从而降低产品良率。基于实验过程中发现的上述问题，本专利技术根据湿导电泡棉受热特性，设计了一款红外热辐射加热炉，利用特制的红外热辐射加热炉中可旋转的红外辐射加热管，通过控制红外辐射加热管的旋转转速可有效的保证泡棉受热均匀(若红外辐射加热管不转动，加热管之间的缝隙会造成对泡棉有效辐射面积不同，从而受热不均匀，导致泡棉会弯曲)，从而有效减少导电泡棉在干燥过程中出现的萎缩变形、白斑黑点问题。
10、进一步地，所述开孔泡棉与导电墨水的浸润比为0.5g：10-20ml。
11、进一步地，重复浸渍、烘干操作3-6次，得到电阻值为0.01-0.3ω的导电泡棉，这里的电阻值为2mm×6mm(高度压至1mm)的导电泡棉的垂直电阻。在重复浸渍处理过程中，导电纳米线以开孔泡棉的外表面以及开孔泡棉孔隙的侧壁为初始附着点开始沉积，导电纳米线逐步相互搭接形成三维网络状，直至开孔泡棉的外表面以及其孔隙内被导电纳米线三维网络完全覆盖。
12、进一步地，所述开孔泡棉的材质为聚乙烯泡棉、聚酯泡棉或橡胶泡棉，但不限于上述所列举的材质；所述聚乙烯泡棉包括但不限于pe泡棉、eva泡棉等，聚酯泡棉包括但不限于聚醚泡棉、聚氨酯泡棉等，橡胶泡棉包括但不限于氯丁橡胶泡棉、丁腈橡胶泡棉、丁苯橡胶泡棉、三元乙丙橡胶泡棉等。
13、进一步地，所述开孔泡棉的孔隙大小优选为200nm-200μm，开孔泡棉的厚度优选为1mm-5mm。本专利技术采用开孔泡棉作为导电泡棉的基底，使导电纳米线不仅可在泡棉的外表面形成导电网路，同时可在泡棉的孔洞中形成三维导电网络，一方面可提升导电泡棉的导电性以及导电均匀性，另外使导电泡棉在形变下仍可保持高导电性，此外，在保证导电泡棉导电性能的前提下，有效降低导电泡棉的厚度及面积。
14、进一步地，所述导电纳米线为纳米银线、纳米铜线、纳米镍线、纳米金线、碳纳米线中的至少一种。
15、进一步地，所述导电纳米线的直径优选为15nm-60nm，长度优选为10-40μm；所述导电纳米线的长径比为100-3000：1。导电纳米线的长径比会影响纳米银线在导电墨水中的分散均匀性、稳定性以及形成的三维导电网络的导电性；若导电纳米线的长径比过小，其在导电墨水中分散均匀性及稳定性虽较好，但形成的三维导电网络搭接点多，导电性相对较差且在形变作用下导电稳定性不佳；若导电纳米线的长径比过大，其在导电墨水中的易交织沉淀，从而导致导电纳米线在泡棉上分布不均，制备得到的导电泡棉的导电性不均匀等问题。
16、进一步地，所述表面润湿剂选自烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基酚醚、吐温、二甲基亚砜中的一种或多种；本专利技术在导电墨水中加入表面润湿剂，以提高开孔泡棉表面及孔内的润湿性，有助于导电墨水均匀的浸润泡棉基材。
17、进一步地，所述分散剂选自聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠中的一种或多种；本专利技术在导电墨水中引入分散剂，以提高导电纳米线在导电墨水中的分散性，避免出现局部团聚现象，影响导电泡棉的导电均匀性。
18、进一步地，所述交联剂选自四异氰酸酯、聚丙二醇缩水甘油醚、二甲基丙烯酸乙二醇酯、过氧化二异丙苯中的一种或多种；本专利技术在导电墨水中还引入了交联剂，残留在泡棉孔内的交联剂与泡棉基底反应，且经固化后可填充泡棉膜孔，使导电纳米线网络牢固地粘附在膜孔内，提高三维导电网络的稳定性。
19、进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂；本专利技术进一步在导电墨水中引入偶联剂，以提高导电纳米线与泡棉基材之间的粘附力，防止导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导电泡棉的制备方法，其特征在于，将开孔泡棉浸渍于导电墨水中，取出烘干，重复上述浸渍、烘干操作，直至得到目标电阻值的导电泡棉；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在浸渍导电墨水前对开孔泡棉进行预处理的步骤，具体为：将开孔泡棉置于乙醇中超声处理10-30min，烘干后得到预处理后的开孔泡棉；所述超声处理的超声频率为20-25kHz，超声功率为600-900W。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开孔泡棉与导电墨水的浸润比为0.5g：10-20mL。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的处理步骤中：浸渍时间为3-15min；所述烘干的处理步骤中：烘干温度为50-80℃。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘干操作在红外辐射加热箱中进行；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，重复浸渍、烘干操作3-6次，得到电阻值为0.01Ω-0.3Ω的导电泡棉。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开孔泡棉的材质为聚乙烯
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电纳米线为纳米银线、纳米铜线、纳米镍线、纳米金线、碳纳米线中的至少一种；
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面润湿剂选自烷基硫酸盐、聚氧乙烯烷基酚醚、吐温、二甲基亚砜中的一种或多种；
10.一种权利要求1-9任一项所述制备方法制备得到的导电泡棉。
...【技术特征摘要】
1.一种导电泡棉的制备方法，其特征在于，将开孔泡棉浸渍于导电墨水中，取出烘干，重复上述浸渍、烘干操作，直至得到目标电阻值的导电泡棉；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在浸渍导电墨水前对开孔泡棉进行预处理的步骤，具体为：将开孔泡棉置于乙醇中超声处理10-30min，烘干后得到预处理后的开孔泡棉；所述超声处理的超声频率为20-25khz，超声功率为600-900w。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开孔泡棉与导电墨水的浸润比为0.5g：10-20ml。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的处理步骤中：浸渍时间为3-15min；所述烘干的处理步骤中：烘干温度为50-80℃。
...【专利技术属性】
技术研发人员：赵明诗，彭颖杰，高凤伟，潘克菲，姜锴，徐晔，
申请(专利权)人：苏州诺菲纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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