CN106245438A - 一种新型复合导电纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型复合导电纸及其制备方法。由以下步骤制备而成：先将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合超声振荡，在温度70‑80℃下进行搅拌，加入去离子水后静置，过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和剩余去离子水混合剪切，加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切，放入球磨机中球磨，过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，烘干即得。本发明的新型复合导电纸渗流阈值低，导电性能佳，同时具有很好的电磁屏蔽性能。

Description

一种新型复合导电纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电材料领域，具体涉及一种新型复合导电纸及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展和社会的进步，人们生产和生活需求的多样化，纸的品种越来越多，全世界约有六七千种，其中直接由以水为介质的湿法抄造的天然植物纤维纸仅占少数，大多数是经过加工的纸，以及部分非植物纤维抄造的纸。一般的，纸的加工分为三个层次：加工纸、特种纸和功能纸，它们之间互相包容、互相联系。其中，功能纸主要强调了纸的功能性，目前已研制出的大约有20种，导电纸就是其中一种。它是一种具有导电特性的功能纸，可以通过电子传导和电晕放电 而消除静电，当导电层达到一定厚度或导电成分达到一定比例后，就可以作为电磁屏蔽材料使用。导电纸具有导电、导热、电磁屏蔽、吸收电磁波等功能，可以广泛的应用于各类仪表的防静电包装，航空、航天、精密电子行业的电磁辐射屏蔽罩，以及微博衰减、执行器、传感器和耐加热器等。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种新型复合导电纸，渗流阈值低，导电性能佳，同时具有很好的电磁屏蔽性能。
技术方案：一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.5-1份、聚吡咯1-2份、松木浆10-30份、慈竹浆5-10份、桉木浆20-40份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1-3份、苄基淀粉醚0.2-0.5份、羟乙基纤维素1-3份、阿拉伯胶0.5-1份、二硫赤藓糖醇1-3份、浓硝酸5-10份、浓硫酸20-30份、乳化硅油1-2份、无水乙醇4-10份、去离子水60-100份。
进一步优选的，所述的一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.6-0.9份、聚吡咯1.2-1.8份、松木浆15-25份、慈竹浆6-9份、桉木浆25-35份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1.5-2.5份、苄基淀粉醚0.3-0.4份、羟乙基纤维素1.5-2.5份、阿拉伯胶0.6-0.9份、二硫赤藓糖醇1.5-2.5份、浓硝酸6-9份、浓硫酸22-28份、乳化硅油1.2-1.7份、无水乙醇5-9份、去离子水70-90份。
上述新型复合导电纸的制备方法包括以下步骤：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡20-30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度70-80℃下进行搅拌3-5小时；
第三步：加入40-60份去离子水后静置7-8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和剩余去离子水混合，在4000-4500r/min的转速下剪切2.5-3小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2-2.5小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2-3小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度100-110℃下烘干即得。
进一步优选的，第一步中振荡时间为25分钟。
进一步优选的，第二步中温度为75℃，搅拌时间为3.5-4.5小时。
进一步优选的，第五步中转速为4100-4400r/min，剪切时间为2.75小时。
进一步优选的，第六步中剪切时间为2.25小时。
有益效果：本发明的新型复合导电纸的渗流阈值最小仅为16.11%，易形成导电通路，提高了渗流网络数量，其电导率最高可达313.4S/m，导电性能佳，同时其屏蔽效能可达41dB，具有很好的电磁屏蔽性能。
具体实施方式
实施例1
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.5份、聚吡咯1份、松木浆10份、慈竹浆5份、桉木浆20份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1份、苄基淀粉醚0.2份、羟乙基纤维素1份、阿拉伯胶0.5份、二硫赤藓糖醇1份、浓硝酸5份、浓硫酸20份、乳化硅油1份、无水乙醇4份、去离子水60份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡20-30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度70℃下进行搅拌3小时；
第三步：加入40份去离子水后静置7小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和剩余去离子水混合，在4000r/min的转速下剪切2.5小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度100℃下烘干即得。
实施例2
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.6份、聚吡咯1.2份、松木浆15份、慈竹浆6份、桉木浆25份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1.5份、苄基淀粉醚0.3份、羟乙基纤维素1.5份、阿拉伯胶0.6份、二硫赤藓糖醇1.5份、浓硝酸6份、浓硫酸22份、乳化硅油1.2份、无水乙醇5份、去离子水70份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡25分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度75℃下进行搅拌3.5小时；
第三步：加入45份去离子水后静置7.5小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4100r/min的转速下剪切2.75小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.25小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2.5小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度105℃下烘干即得。
实施例3
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.75份、聚吡咯1.5份、松木浆20份、慈竹浆7.5份、桉木浆30份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺2份、苄基淀粉醚0.35份、羟乙基纤维素2份、阿拉伯胶0.75份、二硫赤藓糖醇2份、浓硝酸7.5份、浓硫酸25份、乳化硅油1.5份、无水乙醇7份、去离子水80份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡25分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度75℃下进行搅拌4小时；
第三步：加入50份去离子水后静置7.5小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4250r/min的转速下剪切2.75小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.25小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2.5小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度105℃下烘干即得。
实施例4
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.9份、聚吡咯1.8份、松木浆25份、慈竹浆9份、桉木浆35份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺2.5份、苄基淀粉醚0.4份、羟乙基纤维素2.5份、阿拉伯胶0.9份、二硫赤藓糖醇2.5份、浓硝酸9份、浓硫酸28份、乳化硅油1.7份、无水乙醇9份、去离子水90份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡25分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度75℃下进行搅拌4.5小时；
第三步：加入55份去离子水后静置7.8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4400r/min的转速下剪切2.75小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.25小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2.5小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度105℃下烘干即得。
实施例5
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管1份、聚吡咯2份、松木浆30份、慈竹浆10份、桉木浆40份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺3份、苄基淀粉醚0.5份、羟乙基纤维素3份、阿拉伯胶1份、二硫赤藓糖醇3份、浓硝酸10份、浓硫酸30份、乳化硅油2份、无水乙醇10份、去离子水100份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度80℃下进行搅拌5小时；
第三步：加入60份去离子水后静置8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4500r/min的转速下剪切3小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.5小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨3小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度110℃下烘干即得。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有松木浆和慈竹浆 。具体地说是：
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管1份、聚吡咯2份、桉木浆80份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺3份、苄基淀粉醚0.5份、羟乙基纤维素3份、阿拉伯胶1份、二硫赤藓糖醇3份、浓硝酸10份、浓硫酸30份、乳化硅油2份、无水乙醇10份、去离子水100份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度80℃下进行搅拌5小时；
第三步：加入60份去离子水后静置8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4500r/min的转速下剪切3小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.5小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨3小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度110℃下烘干即得。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有羟乙基纤维素和阿拉伯胶。具体地说是：
一种新型复合导电纸，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管1份、聚吡咯2份、松木浆30份、慈竹浆10份、桉木浆40份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺3份、苄基淀粉醚0.5份、二硫赤藓糖醇3份、浓硝酸10份、浓硫酸30份、乳化硅油2份、无水乙醇10份、去离子水100份。
上述新型复合导电纸的制备方法为：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度80℃下进行搅拌5小时；
第三步：加入60份去离子水后静置8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、二硫赤藓糖醇和去离子水混合，在4500r/min的转速下剪切3小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2.5小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨3小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度110℃下烘干即得。
本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材料的渗流阈值最小仅为16.11%，易形成导电通路，提高了渗流网络数量，其电导率最高可达313.4S/m，导电性能佳，同时其屏蔽效能可达41dB，具有很好的电磁屏蔽性能。
表1 新型复合导电纸的部分性能指标
产品名称 渗流阈值（%） 电导率（S/m） 屏蔽效能（dB）
实施例1 16.21 312.4 38
实施例2 16.17 312.7 39
实施例3 16.14 312.9 40
实施例4 16.11 313.4 41
实施例5 16.13 313.1 40
对比例1 16.11 301.2 33
对比例2 17.37 312.4 40

Claims (7)

1.一种新型复合导电纸，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.5-1份、聚吡咯1-2份、松木浆10-30份、慈竹浆5-10份、桉木浆20-40份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1-3份、苄基淀粉醚0.2-0.5份、羟乙基纤维素1-3份、阿拉伯胶0.5-1份、二硫赤藓糖醇1-3份、浓硝酸5-10份、浓硫酸20-30份、乳化硅油1-2份、无水乙醇4-10份、去离子水60-100份。
2.根据权利要求1所述的一种新型复合导电纸，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.6-0.9份、聚吡咯1.2-1.8份、松木浆15-25份、慈竹浆6-9份、桉木浆25-35份、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺1.5-2.5份、苄基淀粉醚0.3-0.4份、羟乙基纤维素1.5-2.5份、阿拉伯胶0.6-0.9份、二硫赤藓糖醇1.5-2.5份、浓硝酸6-9份、浓硫酸22-28份、乳化硅油1.2-1.7份、无水乙醇5-9份、去离子水70-90份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种新型复合导电纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：将多壁碳纳米管、浓硝酸和浓硫酸混合，放入超声振荡器中超声振荡20-30分钟；
第二步：用磁力搅拌机在温度70-80℃下进行搅拌3-5小时；
第三步：加入40-60份去离子水后静置7-8小时；
第四步：过滤，用蒸馏水洗至中性，放入干燥箱中烘干得处理过的碳纳米管；
第五步：将聚吡咯、松木浆、慈竹浆、桉木浆、椰子油脂肪酸单乙醇酰胺、苄基淀粉醚、羟乙基纤维素、阿拉伯胶、二硫赤藓糖醇和剩余去离子水混合，在4000-4500r/min的转速下剪切2.5-3小时；
第六步：加入处理过的碳纳米管、乳化硅油和无水乙醇，剪切2-2.5小时；
第七步：放入球磨机中在转速200r/min下球磨2-3小时；
第八步：过滤，去除杂质，在抄造器上制备纸样，在温度100-110℃下烘干即得。
4.根据权利要求3所述的一种新型复合导电纸的制备方法，其特征在于：所述第一步中振荡时间为25分钟。
5.根据权利要求3所述的一种新型复合导电纸的制备方法，其特征在于：所述第二步中温度为75℃，搅拌时间为3.5-4.5小时。
6.根据权利要求3所述的一种新型复合导电纸的制备方法，其特征在于：所述第五步中转速为4100-4400r/min，剪切时间为2.75小时。
7.根据权利要求3所述的一种新型复合导电纸的制备方法，其特征在于：所述第六步中剪切时间为2.25小时。
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