CN108677597B - 一种微孔ptfe复合碳纳米管纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微孔PTFE复合碳纳米管纸及其制备方法，属于造纸技术领域。微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，透气度最高接近90μm/(Pa•s)，断裂伸长率最高接近400%，电阻率≤470 mΩ.cm，厚度≥32μm，接触角＞120°。通过制备基础材料、浸润润滑剂、取向预处理、拉伸造孔和热处理的步骤制得微孔PTFE复合碳纳米管纸。本发明制备方法简单、易于实现，通过本发明制得的微孔PTFE复合碳纳米管纸极好的继承PTFE复合碳纳米管纸中的优良导电性、自清洁能力、层间结合力等性能，同时透气度也大幅提升，更柔软。

Description

一种微孔PTFE复合碳纳米管纸及其制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种微孔PTFE复合碳纳米管纸及其制备方法。
背景技术
碳纳米薄膜材料由于其优异的电学、力学性质和结构特征，以及呈纳米尺度、质量轻，在能源存储电极、催化载体、增强复合材料、吸波与电磁屏蔽材料、阻燃材料、微电子和过滤等领域具有广泛的用途。
为了获得更多新的性能，碳纳米材料的应用常以复合材料的形式进行应用，即和其他材料复合在一起进行应用。例如：把聚四氟乙烯和碳纳米管复合成膜后，得到PTFE复合碳纳米管纸，在纯碳纳米管材料基础上获得极好的疏水性能，更好的层间结合力；在PTFE薄膜的基础上获得优异的导电性，还增加了强度。可以用于电池电极防水层等方向。聚四氟乙烯和碳纳米管的主要复合方式主要有两种方式：一种方式是先制备基体材料的形状，然后再进行复合，基体材料的形状在复合过程中不发生太大变化。另一种是将碳纳米材料需要复合的基材或者单体充分混合，进过反应、浇筑、抽滤、刮凃及纺丝等方式进行造型，总结起来，是先复合再构型的方式。
但PTFE复合碳纳米管纸的透气性、微观均匀性较纯碳纳米纸都有较大下降，甚至不透气，限制其实用范围。复合碳纸的塑性又远低于PTFE薄膜，导致PTFE复合碳纳米管纸的造孔方式无法直接借用PTFE的造孔方法。目前主要的增加透气度的方法为使用造孔剂，能有效增加复合材料的透气性，但该方法会破坏了结构完成性，随着透气度增加，材料的强度、塑性、韧性都会下降，也就决定其透气度上限不够高；同时随着不均匀性的加剧，孔隙的壁可能是碳纳米管也可能是聚四氟乙烯，导致其疏水性下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种微孔PTFE复合碳纳米管纸及其制备方法，制备方法简单、易于实现，通过本发明制得的微孔PTFE复合碳纳米管纸极好的继承PTFE复合碳纳米管纸中的优良导电性、自清洁能力、层间结合力等性能，同时透气度也大幅提升，更柔软。
为解决上述技术问题，本发明提供一种微孔PTFE复合碳纳米管纸，所述微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，透气度最高接近90μm/( Pa•s)，断裂伸长率最高接近400%，电阻率≤470 mΩ.cm，厚度≥32μm，接触角＞120°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为3:1-8:1，微孔滤膜抽滤成型，在120℃下烘干约40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，在340℃下烧结约30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于润滑剂中，浸泡1-1200min，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，对至少一个方向以上进行预处理，使得复合碳纳米管薄膜有一定取向，保证有至少一个方向上抗拉伸变形强度，低于抗拉强度；
（4）拉伸造孔：通过在不平行于上一次处理方向的任意方向上进行拉伸，对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔。拉伸次数根据透气度、柔软度及厚度等需求具体决定，进行≥1次的重复；
（5）热处理：使用热源进行处理去除润滑剂以及对薄膜做热定型，直至碳纸不再收缩，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
所述步骤（1）中的微孔滤膜的孔径范围为0.1-10μm。
所述步骤（2）中的润滑剂为3-12#白油或石脑油。
所述步骤（3）中使用辊压或少量拉伸方式做取向预处理，保证有至少一个方向上抗拉伸变形强度低于抗拉强度。
所述步骤（4）中，用过改变拉伸方向、回复或多向同时拉伸方式实现，保证在所有拉伸方向上抗拉伸变形强度低于抗拉强度；
所述步骤（4）中，复合碳纳米管薄膜的拉伸速度50-2000mm/min，拉伸变形率为＜400%。
所述步骤（5）中的热源为热空气或红外加热。
本发明中，碳纳米管分散液为现有技术或可以通过购买获得的产品，符合各行业标准。
本发明中，拉伸造孔可分为：第一、单向交替拉伸。一次拉伸一个方向，进行≥1次的拉伸 ；第二、复合拉伸。在预处理过程中和预处理之后，出现一次以上同时对≥2个方向进行多向拉伸。多向拉伸中至少有一次一下操作或条件中的一种：a、至少出现在1个方向上出现减速拉伸，b、至少出现在1个方向上出现停止拉伸,c、至少出现在1个方向上出现逆拉伸方向的回复运动,d、保证有至少一个方向上抗拉伸变形强度，低于抗拉强度。
本发明制备方法简单、易于实现，通过本发明制得的微孔PTFE复合碳纳米管纸极好的继承PTFE复合碳纳米管纸中的优良导电性、自清洁能力、层间结合力等性能，同时透气度也大幅提升，且保持超疏水水性，更柔软，断裂伸长率大幅提高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图 1所示，本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度49±3um，透气度15.4μm/( Pa•s)，断裂伸长率126±5%，电阻率362±24mΩ.cm ，静态接触角139°±9°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡30min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以1000mm/min拉伸80%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸100%；垂直辊压方向以100mm/min拉伸80%；
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例2：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度57±5um，透气度9.5μm/(Pa•s)，断裂伸长率193±30%，电阻率297±19mΩ.cm ，静态接触角142°±9°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为3:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡10min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以50mm/min拉伸50%，后回复20%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸80%；垂直辊压方向以100mm/min拉伸50%；
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例3：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度82±5um，透气度2.7μm/(Pa•s)，断裂伸长率210±45%，电阻率195±8mΩ.cm ，静态接触角140°±5°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为3:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡1min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以200mm/min拉伸50%，后回复30%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸80%，停止；
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例4：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度35±3um，透气度49μm/(Pa•s)，垂直于辊压方向断裂伸长率385±13%，电阻率460±16mΩ.cm ，静态接触角136°±15°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡30min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/5，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以500mm/min拉伸100%，后回复50%；平行于辊压方向以2000mm/min的速度拉伸100%；（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例5：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度51±3um，透气度8.5μm/(Pa•s)，断裂伸长率93±11%，电阻率310±19mΩ.cm ，静态接触角140°±5°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于12#白油，浸泡30min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以100mm/min拉伸80%，后回复20%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸80%；垂直辊压方向以100mm/min拉伸50%；
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例6：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度55±3um，透气度3.9μm/(Pa•s)，断裂伸长率75±5%，电阻率435±23mΩ.cm ，静态接触角130°±8°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于石脑油，浸泡30min，刮除表面多余的石脑油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔垂直辊压方向以100mm/min拉伸70%，后回复20%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸80%；垂直辊压方向以100mm/min拉伸50%；
（5）热处理：持张力下，使用1kw红外灯，去除石脑油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例7：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度56±4um，透气度10.3μm/(Pa•s)，断裂伸长率106±11%，电阻率371±18mΩ.cm ，静态接触角150°±6°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡30min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以100mm/min拉伸50%；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸100%；垂直辊压方向以100mm/min拉伸80%；
（5）热处理：保持张力下，使用马弗炉，去除白油后，继续处理5min做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例8：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，所述微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度59±3um，透气度89.4μm/( Pa•s)，断裂伸长率210±32%，电阻率412±24mΩ.cm ，静态接触角140°±6°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径0.1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡1200min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/4，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以100mm/min拉伸50%，停止；平行于辊压方向以100mm/min的速度拉伸100%，停止；垂直辊压方向以100mm/min拉伸80%。
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例9：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度375±8um，透气度29.3μm/( Pa•s)，断裂伸长率185±42%%，电阻率432±34mΩ.cm ，接触角137°-156°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为5:1，微孔用孔径5μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于5#白油，浸泡1200min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，任取一个方向，以50mm/min拉伸20%；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直拉伸预处理方向以100mm/min拉伸50%，回复20%；平行于拉伸预处理方向方向以100mm/min的速度拉伸80%；垂直拉伸预处理方向以100mm/min拉伸100%。
（5）热处理：保持张力下，使用热空气，去除白油后，继续处理30s做热定型，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
实施例10：本微孔PTFE复合碳纳米管纸，所述微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，厚度55±6um，透气度1.9μm/( Pa•s)，断裂伸长率218±38%，电阻率255±37mΩ.cm ，接触角131°-155°。
微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为8:1，微孔用孔径10μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，马弗炉340℃烧结30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于3#白油，浸泡1200min，刮除表面多余的白油，充分浸润后有利于拉伸；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向处理，室温下，使用辊压机辊压PTFE复合碳纳米管纸，辊间距为厚度的1/3，辊速为100mm/min；
（4）拉伸造孔：对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔，垂直辊压方向以100mm/min拉伸150%，在该拉伸过程中，伸长率为约100%时，保持继续拉伸的同时对平行于辊压方向的中心区域增加的拉伸，以约100mm/min的速度拉伸，两个方向同时停止。
（5）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型，取中心区域碳纸即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
以下为本发明的对比例子：
对比例1：制备基础材料进行测试
（1）制备基础材料：PTFE乳液与CNT分散液，以PTFE和CNTsPTFE与CNTs的质量比例8:1共混均匀，用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃平板干燥器中烘干40min；马弗炉340℃烧结5min，得到PTFE复合碳纳米管纸作为基础材料。
测试结果为：厚度81±3um，透气度0μm/( Pa•s)，断裂伸长率20±5%，电阻率60±8mΩ.cm ，静态接触角145°±11°。
对比例2：
（1）制备基础材料：PTFE乳液与CNT分散液，以PTFE和CNTsPTFE与CNTs的质量比例8:1共混均匀，用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃平板干燥器中烘干40min；马弗炉340℃烧结5min，得到PTFE复合碳纳米管纸作为基础材料。
（2）拉伸造孔：任选方向以100mm/min拉伸15%，断裂，停止。
（3）热处理：施加张力下，使用1kw红外灯处理30s做热定型。
测试结果为：厚度83±10um，透气度0.8μm/( Pa•s)，断裂伸长率67±11%，电阻率120±8mΩ.cm ，静态接触角148°±8°。
对比例3：
（1）制备基础材料：PTFE乳液与CNT分散液，以PTFE和CNTsPTFE与CNTs的质量比例8:1共混均匀，用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃平板干燥器中烘干40min；马弗炉340℃烧结5min，得到PTFE复合碳纳米管纸作为基础材料。
（2）取向预处理：任选方向以100mm/min拉伸8%，停止。
（3）拉伸造孔：垂直上次拉伸方向以100mm/min拉伸50%，后回复20%，停止
（4）热处理：施加张力下，使用1kw红外灯处理30s做热定型。
（测试结果为：厚度83±10um，透气度0.8μm/( Pa•s)，断裂伸长率67±11%，电阻率120±8mΩ.cm ，静态接触角147°±12°。
对比例4：
（1）制备基础材料：PTFE乳液与CNT分散液，以PTFE和CNTsPTFE与CNTs的质量比例6:1共混均匀，用孔径1μm微孔滤膜抽滤成型；羊毛毯夹覆，在120℃平板干燥器中烘干40min；马弗炉340℃烧结5min，得到PTFE复合碳纳米管纸作为基础材料。
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜浸入3#白油，浸泡30min，刮除表面多余的白油。
（3）拉伸造孔：任选方向以50mm/min拉伸50%，停止。
（4）热处理：保持张力下，使用1kw红外灯，去除白油后，继续处理30s做热定型。
测试结果为：厚度91±16um，透气度0.6μm/( Pa•s)，垂直于拉伸方向断裂伸长率340±57%，电阻率131±6mΩ.cm ，静态接触角136°±8°。
由对比例可知，本发明的微孔PTFE复合碳纳米管纸透气度提升的同时，且保持超疏水水性，更柔软，断裂伸长率大幅提高。
上面对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，透气度最高接近90μm/( Pa•s)，断裂伸长率最高接近400%，电阻率≤470mΩ.cm，厚度≥32μm，接触角＞120°；具体制备步骤如下：
（1）制备基础材料：把PTFE乳液与碳纳米管分散液混合均匀，PTFE与CNTs的质量比为3:1-8:1，微孔滤膜抽滤成型，在120℃下烘干40min，烘干后碳纸与基底脱离，对碳纸进行烧结，在340℃下烧结约30min，制得复合碳纳米管薄膜；
（2）浸润润滑剂：将步骤（1）制得复合碳纳米管薄膜，浸泡于润滑剂中，浸泡1-1200min；
（3）取向预处理：对步骤（2）处理过的复合碳纳米管薄膜进行取向预处理，对至少一个方向以上进行预处理，使得复合碳纳米管薄膜有一定取向, 保证有至少一个方向上抗拉伸变形强度低于抗拉强度；
（4）拉伸造孔：通过在不平行于上一次处理方向的任意方向上进行≥1次的拉伸，对经步骤（3）处理过的复合碳纳米管薄膜进行拉伸造孔；
（5）热处理：使用热源进行处理去除润滑剂以及对薄膜做热定型，直至碳纸不再收缩，即得微孔PTFE复合碳纳米管纸。
2.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的微孔滤膜的孔径范围为0.1-10μm。
3.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的润滑剂为3-12#白油或石脑油。
4.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中使用辊压或少量拉伸方式做取向预处理，保证有至少一个方向上抗拉伸变形强度低于抗拉强度。
5.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，用过改变拉伸方向、回复或多向同时拉伸方式实现，保证在所有拉伸方向上抗拉伸变形强度低于抗拉强度。
6.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，复合碳纳米管薄膜的拉伸速度50-2000mm/min，拉伸变形率为＜400%。
7.根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中的热源为热空气或红外加热。
8.一种根据权利要求1所述的微孔PTFE复合碳纳米管纸的制备方法制得的微孔PTFE复合碳纳米管纸，其特征在于：所述微孔PTFE复合碳纳米管纸由PTFE与碳纳米管均匀复合，呈网状交叉交叠结构，具有均匀微孔，孔壁均分布有PTFE，为超疏水孔，透气度最高接近90μm/( Pa•s)，断裂伸长率最高接近400%，电阻率≤470 mΩ.cm，厚度≥32μm，接触角＞120°。
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