CN106566010A - 一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法，该含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料中包括含银的壳核石墨烯填料和橡胶，具体制备方法为：将纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液形成聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，再将银离子和氧化石墨烯包覆于聚多巴胺包覆陶瓷颗粒表面，经水合肼的氨水还原得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料，再与天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶和丙烯酸橡胶混合，硫化，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。本发明的制备方法简单，绿色环保，制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料具有高介电常数、大电致形变、低介电损耗和低弹性模量。

Description

一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于介电弹性复合材料技术领域，具体涉及一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法。
背景技术
介电弹性体是一种典型的电活性聚合物，它比普通的弹性体具有较高的综合性能，具有电致形变大、响应时间短、粘弹滞后损耗小、柔韧性良好和转换效率高的特点，在微型机器人、微型航空器、磁盘驱动器、平面扩音器和假肢器官等领域具有广阔的应用前景。
目前提高弹性体介电常数的方法主要有两种，一种是通过填充高用量介电常数的陶瓷填料，一种是填充导体或者是半导体填料，但是单一的添加高用量介电常数的陶瓷填料或者导体填料都会不同程度的影响高弹性体的介电损耗或者电击穿强度。
中国专利CN 104031297B公开的一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法，利用聚多巴胺包覆氧化石墨烯，再将其均匀分散到橡胶乳液中，再通过交联剂和蒸发固化，得到复合材料膜片。该复合材料膜片中氧化石墨烯以纳米水平层状分布在橡胶基体中，形成隔离网状结构，但是材料的介电常数有所影响。中国专利CN102504540A公开的一种高介电常数硅橡胶及其制备方法，该高介电常数硅橡胶中含有硅橡胶、改性的钛酸铜钙、钛酸锶钡的巨介电常数陶瓷粉体、导电或半导电粉体、白炭黑补强填料和配合剂，是将巨介电常数陶瓷粉体、导电或半导电粉体直接加入硅橡胶生胶中，在添加其他助剂，经真空密练、硫化成型。该材料中的陶瓷粉体、导电或半导电粉体在硅橡胶生胶的分散性难以保证，容易造成各部分性能不均一。
本发明的申请人将银离子、石墨烯和聚多巴胺包覆在高介电陶瓷粒子的表面形成多层壳核结构填料，再填充于橡胶基体中，形成一种具有高介电常数、大电致形变、低介电损耗和低弹性模量的综合介电弹性复合材料，性价比高，综合性能优异。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料及其制备方法，将高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液形成聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，再将银离子和氧化石墨烯包覆于聚多巴胺包覆陶瓷颗粒表面，经还原得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料，再与橡胶混合，硫化，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。本发明的制备方法简单，绿色环保，制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料具有高介电常数、大电致形变、低介电损耗和低弹性模量。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料，其特征在于，所述含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料中包括含银的壳核石墨烯填料和橡胶，所述含银的壳核石墨烯填料中包括银、石墨烯、高介电陶瓷粒子和聚多巴胺，所述橡胶为天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶和丙烯酸橡胶中的一种，所述高介电陶瓷粒子为纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子。
本发明还提供一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到多巴胺水溶液，将高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒；
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，超声处理，加入银离子水溶液，继续超声处理，加入步骤(1)制备的聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料；
(3)将步骤(2)制备的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与橡胶基体混合，加入硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放、平板硫化机上硫化，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，多巴胺水溶液的浓度为1.2-2mg/ml，高介电陶瓷粒子的粒径为30-200nm，高介电陶瓷粒子为纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，机械搅拌的温度为25℃，时间为15-25h，真空干燥的温度为80-100℃，时间为1-2h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:20-30mg。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，超声处理的功率为800W，时间为6h。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.1-0.3mmol：0.1-0.2g。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:8-10，水合肼的体积分数为9％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，含银的壳核石墨烯陶瓷填料、橡胶基体与硫化剂的重量比为1.5-5:100:0.5-2。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，硫化机为硫磺体系和有机过氧化物体系，所述硫磺体系为硫磺、氧化锌或者硬脂酸，所述有机过氧化物体系为2(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯或者2,5-二甲基-2,3-二叔丁基过氧化己烷。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料中有含银的壳核石墨烯陶瓷填料，该含银的壳核石墨烯陶瓷填料中含有银、石墨烯、纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子高介电陶瓷粒子和聚多巴胺，多巴胺可以在弱碱性水溶液中发生氧化自聚反应，牢固的粘附与高介电陶瓷粒子的表面形成一层涂层，有利于之后银离子和氧化石墨烯的附着，实现银、石墨烯和高介电陶瓷粒子的牢固结合，使制备的介电弹性复合材料中不仅含有高介电陶瓷调料，还具有导电填料，兼顾弹性与介电性，使介电弹性复合材料具有高介电常数、大电致形变、低介电损耗和低弹性模量。
(2)本发明制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料中含银的壳核石墨烯陶瓷填料是对含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料还原制备而成，减少了石墨烯分散难的技术问题，而且银离子在水合肼的作用下也可以还原生成纳米银粒子，而且制备的纳米银粒子的粒径更加小，分布更加均匀，有利于提高介电常数。
(3)本发明制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料采用多层壳核结构，以高介电陶瓷粒子作为核层，依次包覆聚多巴胺、银和石墨烯形成多层壳核结构，再将多层壳核的填料填充到橡胶基体中，提高复合材料的介电常数，降低介电损耗，提高电致形变。
(4)本发明制备方法简单，制备工艺简单环保，填料用量少，复合材料的介电弹性性能提高显著，制备的复合材料性价比高，市场竞争力强。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到1.2mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为30nm的纳米钛酸钡粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:20g，在25℃下机械搅拌15h，调节pH值至中性，抽滤，在80℃下真空干燥1h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.1mmol：0.1g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:8，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将1.5份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的天然橡胶基体混合，加入0.5份的硫磺硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放7h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
实施例2：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到2mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为200nm的纳米二氧化钛粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:30mg，在25℃下机械搅拌25h，调节pH值至中性，抽滤，在100℃下真空干燥2h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.3mmol：0.2g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:10，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将5份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的硅橡胶基体混合，加入2份的氧化锌硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放16h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
实施例3：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到1.5mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为100nm的纳米铌镁酸铅粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:25mg，在25℃下机械搅拌20h，调节pH值至中性，抽滤，在90℃下真空干燥1.5h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.2mmol：0.15g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:9，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将2份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的丁腈橡胶基体混合，加入1份的12(4-甲基苯甲酰)过氧化物硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放10h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
实施例4：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到1.8mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为50nm的纳米二氧化钛粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:20mg，在25℃下机械搅拌25h，调节pH值至中性，抽滤，在85℃下真空干燥52h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.15mmol：0.15g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:10，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将3份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的丁基橡胶基体混合，加入1.5份的2,5-二甲基-2,3-二叔丁基过氧化己烷硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放9h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
实施例5：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到1.8mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为150nm的纳米铌镁酸铅粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:24mg，在25℃下机械搅拌17h，调节pH值至中性，抽滤，在95℃下真空干燥1h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.3mmol：0.1g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:10，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将4份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的丙烯酸橡胶基体混合，加入1.5份的过氧化二苯甲酰硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放12h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
实施例6：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到1.7mg/ml的多巴胺水溶液，将粒径为120nm的纳米钛酸钡粒子高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，其中高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:30mg，在25℃下机械搅拌20h，调节pH值至中性，抽滤，在90℃下真空干燥2h，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒。
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，在800W功率下超声处理6h，加入银离子水溶液，继续在800W功率下超声处理6h，加入聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，其中氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.2mmol:0.2g，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，其中水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:10，水合肼的体积分数为9％，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料。
(3)按重量份计，将4份的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与100份的丁腈橡胶基体混合，加入1.5份的、过氧化二异丙苯硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放13h、平板硫化机上，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
对比例1：
将100g的丁腈橡胶在开炼机上室温塑练，将1.8g粒径为30nm的钛酸钡离子逐渐加入到丁腈橡胶中，然后逐渐加入0.5g过氧化二异丙苯，割刀混炼，打三角包，使之混炼均匀，出片，混炼胶停放7-16h后，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到钛酸钡填充丁腈橡胶的介电弹性体。
对比例2：
将100g的硅橡胶在开炼机上室温塑练，将1.8g氧化石墨烯和银离子逐渐加入到硅橡胶中，然后逐渐加入0.5g过氧化二异丙苯，割刀混炼，打三角包，使之混炼均匀，出片，混炼胶停放7-16h后，在15MPa压力和160℃温度下硫化35min，得到钛酸钡填充硅橡胶的介电弹性体。
经检测，实施例1-6制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料以及现有技术的对比例1-2的介电性能、弹性模量和电致形变测试的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料与单独添加高介电陶瓷填料和银与石墨烯的介电弹性材料相比，具有高介电常数、大电致形变、低介电损耗和低弹性模量。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料，其特征在于：所述含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料中包括含银的壳核石墨烯填料和橡胶，所述含银的壳核石墨烯填料中包括银、石墨烯、高介电陶瓷粒子和聚多巴胺，所述橡胶为天然橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶和丙烯酸橡胶中的一种，所述高介电陶瓷粒子为纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子。
2.一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用三羟甲基氨基甲烷加入去离子水中，调节溶液的pH值至8.5，加入多巴胺，混合均匀得到多巴胺水溶液，将高介电陶瓷粒子加入多巴胺水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到聚多巴胺包覆陶瓷颗粒；
(2)将氧化石墨烯分散在去离子水中，超声处理，加入银离子水溶液，继续超声处理，加入步骤(1)制备的聚多巴胺包覆陶瓷颗粒，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核氧化石墨烯陶瓷填料，将含银的壳核氧化石墨烯填料加入水合肼的氨水溶液中，机械搅拌，调节pH值至中性，抽滤，真空干燥，得到含银的壳核石墨烯陶瓷填料；
(3)将步骤(2)制备的含银的壳核石墨烯陶瓷填料与橡胶基体混合，加入硫化剂，在双辊开炼机上混炼均匀，出片、混炼胶停放、平板硫化机上硫化，得到含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，多巴胺水溶液的浓度为1.2-2mg/ml，高介电陶瓷粒子的粒径为30-200nm，高介电陶瓷粒子为纳米钛酸钡粒子、纳米二氧化钛粒子或者纳米铌镁酸铅粒子。
4.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，机械搅拌的温度为25℃，时间为15-25h，真空干燥的温度为80-100℃，时间为1-2h。
5.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，高介电陶瓷粒子与多巴胺的质量比为1g:20-30mg。
6.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，超声处理的功率为800W，时间为6h。
7.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，氧化石墨烯、银离子和聚多巴胺包覆陶瓷颗粒的用量比为0.1g:0.1-0.3mmol：0.1-0.2g。
8.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，水合肼的氨水溶液中水合肼和氨水的体积比为9:8-10，水合肼的体积分数为9％。
9.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，含银的壳核石墨烯陶瓷填料、橡胶基体与硫化剂的重量比为1.5-5:100:0.5-2。
10.根据权利要求2所述的一种含银的壳核石墨烯基介电弹性复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，硫化机为硫磺体系和有机过氧化物体系，所述硫磺体系为硫磺、氧化锌或者硬脂酸，所述有机过氧化物体系为2(4-甲基苯甲酰)过氧化物、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯或者2,5-二甲基-2,3-二叔丁基过氧化己烷。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107418522A (zh) * 2017-04-26 2017-12-01 南京理工大学 一种太阳能吸收液及其制备方法
CN107915998A (zh) * 2017-12-08 2018-04-17 扬州大学 一种具有预置结构的介电弹性体材料及其制备方法
CN109265762A (zh) * 2018-08-30 2019-01-25 北京石油化工学院 一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法
CN109485850A (zh) * 2018-11-01 2019-03-19 中国人民解放军陆军工程大学 一种可紫外光还原氧化石墨烯复配材料及其制备方法
CN110302429A (zh) * 2019-07-15 2019-10-08 江西理工大学 一种Ag-DBT/PVDF复合骨支架及其制备方法
CN110713717A (zh) * 2019-11-23 2020-01-21 西北工业大学 一种耐高温多巴胺包覆钛酸钡/聚酰亚胺（bt@pda/pi）介电纳米复合薄膜
CN112745559A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 河南工业大学 一种聚合物介电弹性体及其制备方法和应用
CN113121886A (zh) * 2020-01-14 2021-07-16 哈尔滨理工大学 GNP@PDA-Ag核壳型纳米粒子的制备方法以及制备聚合物基复合薄膜的方法和应用
CN115536982A (zh) * 2022-09-20 2022-12-30 华南理工大学 一种具有非线性电导和介电性能的环氧复合材料及其制备方法和应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103183847A (zh) * 2013-04-12 2013-07-03 北京化工大学 一种高介电常数低介电损耗的石墨烯弹性体纳米复合材料及其制备方法
CN104031297A (zh) * 2014-07-03 2014-09-10 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN104072820A (zh) * 2014-07-03 2014-10-01 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN105419328A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 苏州大学 一种改性钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法
CN105622162A (zh) * 2016-01-11 2016-06-01 苏州大学 一种微/纳米银负载的钛酸钡泡沫陶瓷及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103183847A (zh) * 2013-04-12 2013-07-03 北京化工大学 一种高介电常数低介电损耗的石墨烯弹性体纳米复合材料及其制备方法
CN104031297A (zh) * 2014-07-03 2014-09-10 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN104072820A (zh) * 2014-07-03 2014-10-01 北京化工大学 一种石墨烯基介电弹性体复合材料及其制备方法
CN105419328A (zh) * 2016-01-11 2016-03-23 苏州大学 一种改性钛酸钡泡沫陶瓷/热固性树脂复合材料及其制备方法
CN105622162A (zh) * 2016-01-11 2016-06-01 苏州大学 一种微/纳米银负载的钛酸钡泡沫陶瓷及其制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107418522A (zh) * 2017-04-26 2017-12-01 南京理工大学 一种太阳能吸收液及其制备方法
CN107915998A (zh) * 2017-12-08 2018-04-17 扬州大学 一种具有预置结构的介电弹性体材料及其制备方法
CN107915998B (zh) * 2017-12-08 2021-03-19 扬州大学 一种具有预置结构的介电弹性体材料及其制备方法
CN109265762A (zh) * 2018-08-30 2019-01-25 北京石油化工学院 一种核壳结构银基导热橡胶复合材料及其制备方法
CN109485850A (zh) * 2018-11-01 2019-03-19 中国人民解放军陆军工程大学 一种可紫外光还原氧化石墨烯复配材料及其制备方法
CN110302429A (zh) * 2019-07-15 2019-10-08 江西理工大学 一种Ag-DBT/PVDF复合骨支架及其制备方法
CN110302429B (zh) * 2019-07-15 2021-11-26 江西理工大学 一种Ag-DBT/PVDF复合骨支架及其制备方法
CN110713717A (zh) * 2019-11-23 2020-01-21 西北工业大学 一种耐高温多巴胺包覆钛酸钡/聚酰亚胺（bt@pda/pi）介电纳米复合薄膜
CN113121886A (zh) * 2020-01-14 2021-07-16 哈尔滨理工大学 GNP@PDA-Ag核壳型纳米粒子的制备方法以及制备聚合物基复合薄膜的方法和应用
CN113121886B (zh) * 2020-01-14 2022-10-14 哈尔滨理工大学 GNP@PDA-Ag核壳型纳米粒子的制备方法以及制备聚合物基复合薄膜的方法和应用
CN112745559A (zh) * 2020-12-23 2021-05-04 河南工业大学 一种聚合物介电弹性体及其制备方法和应用
CN115536982A (zh) * 2022-09-20 2022-12-30 华南理工大学 一种具有非线性电导和介电性能的环氧复合材料及其制备方法和应用

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