CN110408217A - 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110408217A
CN110408217A CN201910682497.2A CN201910682497A CN110408217A CN 110408217 A CN110408217 A CN 110408217A CN 201910682497 A CN201910682497 A CN 201910682497A CN 110408217 A CN110408217 A CN 110408217A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
composite material
graphene aerogel
liquid silastic
silicone oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910682497.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110408217B (zh
Inventor
温世鹏
李佳芮
刘力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201910682497.2A priority Critical patent/CN110408217B/zh
Publication of CN110408217A publication Critical patent/CN110408217A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110408217B publication Critical patent/CN110408217B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法。所述复合材料由双组分加成型液体硅橡胶和石墨烯气凝胶制备得到，以双组分加成型液体硅橡胶中乙烯基硅油100重量份为计，石墨烯气凝胶为1～12份。本发明在传统的双组分加成型液体硅橡胶制备的基础上，引入石墨烯气凝胶作为填料导电网络，保持了硅橡胶本身优良性能，同时结合石墨烯气凝胶的三维孔隙结构，降低了硅橡胶的导电逾渗阈值，克服了高填料份数的技术问题，降低了材料成本。

Description

一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及橡胶技术领域，具体地说，是涉及一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法。
背景技术
硅橡胶是以-Si-O-键为主链，有机基团为侧基的一类弹性体，具有优异的耐高低温性、耐候性、耐臭氧性、耐老化性、生理惰性和高透气性，在航空航天、汽车、电子和医疗器械等领域应用广泛。但是，硅橡胶力学性能、导电性和导热性差，体积电阻率通常在1011Ω·m左右，需要与导电填料共混才能提高导电性。
通过机械法和溶液法在硅橡胶中加入炭系或金属系导电填料可以制得导电硅橡胶。通常，硅橡胶的导电性与填料导电网络的构建有关，填料体积份数越大，橡胶的导电性能越好。影响橡胶导电网络形成的因素有很多，其中最具代表性的理论有：接触导电、电子隧穿效应。接触导电是指导电填料的填充量达到一定量后，原本处于独立分散状态的导电粒子开始相互接触，形成连续的网络结构，使橡胶具有高导电性能。然而，在导电填料形成连续的网络之前，添加少量填料也能够使橡胶的导电性得到微弱的提升。这是由于粒子与粒子之间虽然没有直接的接触，但是通过粒子之间的电子跳跃，电子可以穿过橡胶绝缘层，达到传导电流的效果(即电子隧穿效应)。随着导电填料份数的增加，橡胶的导电性会在某一处发生突变，这一点称为该橡胶的导电逾渗阈值，表明橡胶的导电机理由电子隧穿效应主导变为接触导电主导。
石墨烯具有较高比表面积、强度、弹性、电导率和热导率，在硅橡胶中加入石墨烯会使复合材料导电性能和拉伸强度得以增强。采用机械共混法和溶液共混法可以使石墨烯在硅橡胶基体中呈现无规分布状态，石墨烯需要达到一定份数才能建立相互接触的导电网络，这将大大增加材料的制造成本，限制了石墨烯/硅橡胶导电材料的应用范围。当石墨烯的份数高达4份时，机械法和溶液法所制备的石墨烯/硅橡胶复合材料的体积电阻率可以下降到103Ω·m。若能在石墨烯含量较低时就能使其在硅橡胶中形成接触导电网络，则可以节省大量成本。
但是，目前的石墨烯/硅橡胶复合材料制备方法尚无法解决该技术问题。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法。
石墨烯气凝胶是一种超低密度、大孔体积、高比表面积的纳米多孔固态材料，可以通过还原氧化石墨烯来得到石墨烯气凝胶。氧化石墨烯在还原过程中，氧化石墨烯片层上的含氧官能团减少，静电排斥力减弱导致片层之间相互靠近、搭接形成相互接触的网络结构，若能够在石墨烯气凝胶的孔隙之中充满硅橡胶，则可以在石墨烯份数极少的情况下得到以接触导电网络为主的高导电石墨烯/硅橡胶复合材料。
本发明的石墨烯/硅橡胶复合材料在传统的双组分加成型液体硅橡胶制备的基础上，引入石墨烯气凝胶作为填料导电网络，在保持硅橡胶本身优良性能的基础上，结合石墨烯气凝胶的三维孔隙结构，克服了高填料份数的技术问题，降低了材料成本，得到了液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料。采用本发明所述的导电硅橡胶材料在未来的橡胶行业中势必有更加广阔的发展空间。
本发明的目的之一是提供一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料，所述复合材料由双组分加成型液体硅橡胶和石墨烯气凝胶制备得到，以双组分加成型液体硅橡胶中乙烯基硅油100重量份为计，石墨烯气凝胶为1～12份，优选为5～10份。
所述石墨烯气凝胶可以采用通常的方法制备得到，如以氧化石墨烯原料，通过还原剂对氧化石墨烯进行化学还原得到。所述氧化石墨烯和还原剂的质量比为1：(2～5)，优选为1：(2～4)。
在以上石墨烯气凝胶制备方法中，优选地，所述氧化石墨烯的厚度为 0.335～5nm，横向尺寸在20nm～500μm。
所述还原剂选择本领域常用的还原剂，优选为水合肼、硼氢化钠、抗坏血酸、茶多酚、柠檬酸三钠、苯肼中的至少一种。
所述制备石墨烯气凝胶的步骤优选为：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，加入还原剂，在不外加搅拌、40～100℃条件下还原1～12h，得到石墨烯水凝胶，冷冻干燥后得到所述石墨烯气凝胶。
更优选地，以上步骤可包括：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成 2～10mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为10～200min，超声功率为 100～3000w，超声频率为1～20kHz，然后加入还原剂，在不外加搅拌、60～100℃条件下还原2～12h，得到石墨烯水凝胶，用溶剂浸泡石墨烯水凝胶24～72h以去除多余的还原剂，冷冻干燥后，得到所述石墨烯气凝胶。
所述溶剂选自去离子水、乙醇、氨水、乙酸乙酯中的一种或多种。
所述冷冻干燥为本领域通常的条件，优选地冷冻干燥条件为：冷冻温度为 -5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为24～96h。
在本发明高导电复合材料中，所述双组分加成型液体硅橡胶可选择通常的双组分加成型液体硅橡胶。优选地，所述双组分加成型液体硅橡胶包括组分A 和组分B，其中，以重量份计，所述组分A包括乙烯基硅油50份、铂催化剂 0.05～0.15份；所述组分B包括乙烯基硅油50份、含氢硅油0.1～1份、抑制剂 0.2～1份。
所述乙烯基硅油的黏度优选为1～50000cSt。
所述含氢硅油的含氢量优选为0.1～1.5％。
所述铂催化剂优选为氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物。
所述抑制剂选择本领域通常的抑制剂，优选为顺丁二烯酸二烯丙酯、3-甲基 -1-丁炔-3-醇、1-乙炔基环己醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、3-丙基-1-丁炔-3-醇、N， N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
本发明的目的之二是提供一种所述液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：将所述石墨烯气凝胶浸入双组分加成型液体硅橡胶中，室温、真空环境下静置2～72h，在120～150℃固化1～5h，得到所述液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
具体地，本发明可采用以下技术方案：
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成2～10mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为10～200min，超声功率为 100～3000w，超声频率为1～20kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入还原剂，不搅拌、40～100℃条件下还原1～12h，得到石墨烯水凝胶，用溶剂去离子水、乙醇、氨水、乙酸乙酯中的一种或多种浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为24～96h，得到石墨烯气凝胶；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合双组分加成型液体硅橡胶的A、B组分，将石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶中，室温、真空环境下静置 2～72h，转移至120～150℃烘箱中固化1～5h，得到液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
石墨烯在硅橡胶中的分布状态对硅橡胶的导电性能影响很大。本发明通过设计石墨烯在硅橡胶中的分散状态，引入了石墨烯气凝胶作为硅橡胶的导电、补强填料，在硅橡胶基体中建立起石墨烯相互连接的填料网络，并对其进行力学性能和导电性能的测试。
本发明的有益效果如下：
本发明在传统的双组分加成型液体硅橡胶合成的基础上，引入石墨烯气凝胶作为填料导电网络，在保持硅橡胶本身优良性能的基础上，结合石墨烯气凝胶的三维孔隙结构，可以在石墨烯较低份数时达到导电逾渗阈值，同时提高了硅橡胶的力学性能，拓宽了硅橡胶的综合使用范围。本发明克服了高填料份数的技术问题，降低了材料成本，得到的复合材料的导电性能高。
附图说明
图1是实施例1-1中石墨烯气凝胶的SEM图。
图2是实施例1-2中石墨烯气凝胶的SEM图。
图3是实施例1-3中石墨烯气凝胶的SEM图。
从图1-3中可以看出随着氧化石墨烯浓度和反应时间的增加，气凝胶的孔隙变小。
图4是实施例1-1、1-2、1-3中石墨烯气凝胶和氧化石墨烯的FT-IR图。
从图4中可以看出还原后的石墨烯气凝胶上含氧官能团减少，其中实施例 1-1中的石墨烯气凝胶的还原程度最高。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例中所用原料均为市售所得。
其中，氧化石墨烯的厚度为0.5nm，横向尺寸为30μm；乙烯基硅油黏度为 10cSt；所述含氢硅油的含氢量为0.5％。
实施例1-1
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成4mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的水合肼，不搅拌、60℃条件下还原2h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将1份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含1份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
实施例1-2
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成6mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的水合肼，不搅拌、60℃条件下还原3h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将2份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含2份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
实施例1-3
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成8mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的水合肼，不搅拌、60℃条件下还原5h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将5份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含5份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
实施例1-4
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成10mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的水合肼，不搅拌、60℃条件下还原12h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将10份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含10份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
对比例1-1
与实施例相比，本对比例中不添加石墨烯气凝胶。混合液体硅橡胶的A组分(乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到无石墨烯气凝胶的液体硅橡胶。
对比例1-2
与实施例相比，本对比例中添加石墨烯。混合液体硅橡胶的A组分(乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油， 0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，加入1份石墨烯粉体，使石墨烯均匀混入，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含1 份石墨烯的液体硅橡胶。
对比例1-3
与实施例相比，本对比例中添加石墨烯。混合液体硅橡胶的A组分(乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油， 0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，加入2份石墨烯粉体，使石墨烯均匀混入，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含2 份石墨烯的液体硅橡胶。
对比例1-4
与实施例相比，本对比例中添加石墨烯。混合液体硅橡胶的A组分(乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油， 0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，加入5份石墨烯粉体，使石墨烯均匀混入，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含5 份石墨烯的液体硅橡胶。
对比例1-5
与实施例相比，本对比例中添加石墨烯。混合液体硅橡胶的A组分(乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油， 0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，加入10份石墨烯粉体，使石墨烯均匀混入，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含 10份石墨烯的液体硅橡胶。
实施例2-1
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成6mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的抗坏血酸，不搅拌、60℃条件下还原5h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将10份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含10份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
实施例2-2
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成6mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的水合肼，不搅拌、60℃条件下还原5h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.4份)，将10份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含10份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
实施例2-3
1)氧化石墨烯水分散液的制备：将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，形成6mg/ml的氧化石墨烯分散液，超声时间为60min，超声功率为1000w，超声频率为10kHz；
2)石墨烯水凝胶的制备：将200ml氧化石墨烯水分散液加入烧杯，再加入质量为氧化石墨烯3倍的硼氢化钠，不搅拌、60℃条件下还原5h，得到石墨烯水凝胶，用去离子水浸泡石墨烯水凝胶48h，去除多余的还原剂，其间更换3次溶剂；
3)石墨烯气凝胶的制备：石墨烯水凝胶用液氮冷冻后放入冷冻干燥箱，冷冻干燥条件为：冷冻温度为-5～-25℃，干燥温度为-45～-60℃，真空度10～130Pa，干燥时间为72h；
4)液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料的制备：混合液体硅橡胶的A组分 (乙烯基硅油，50份；铂催化剂顺丁二烯酸二烯丙酯，0.14份)和B组分(乙烯基硅油，50份；含氢硅油，0.5份；抑制剂，0.4份)，将10份石墨烯气凝胶浸入液体硅橡胶，室温、真空环境下静置72h，转移至150℃烘箱中固化3h，得到含10份石墨烯气凝胶的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
对实施例和对比例所得材料进行性能测试，具体数据见表1。
表1实施例和对比例对比
以上表1中拉伸强度按照标准号GB/T 528-2009进行测试；玻璃化转变温度按照标准号GB/T 29611-2013进行测试；硬度按照标准号GB/T 531-1999进行测试；体积电阻率按照标准号GB/T 2439-2001进行测试。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看对是对其它实施例的排除，而可用与各种其它组合、修改和环境，并能够在本发明所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在被发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料，其特征在于所述复合材料由双组分加成型液体硅橡胶和石墨烯气凝胶制备得到，以双组分加成型液体硅橡胶中乙烯基硅油100重量份为计，石墨烯气凝胶为1～12份，优选为5～10份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：
所述石墨烯气凝胶通过还原剂对氧化石墨烯进行化学还原得到，其中氧化石墨烯与还原剂的质量比为1：(2～5)。
3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于：
所述氧化石墨烯的厚度为0.335～5nm，横向尺寸为20nm～500μm。
4.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于：
所述还原剂为水合肼、硼氢化钠、抗坏血酸、茶多酚、柠檬酸三钠、苯肼中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于：
将氧化石墨烯超声分散在去离子水中，加入还原剂，在不外加搅拌、40～100℃条件下还原1～12h，得到石墨烯水凝胶，冷冻干燥后得到所述石墨烯气凝胶。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：
所述双组分加成型液体硅橡胶包括组分A和组分B，其中，以重量份计，所述组分A包括乙烯基硅油50份、铂催化剂0.05～0.15份；所述组分B包括乙烯基硅油50份、含氢硅油0.1～1份、抑制剂0.2～1份。
7.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于：
所述乙烯基硅的油黏度为1～50000cSt。
8.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于：
所述含氢硅油的含氢量为0.1～1.5％。
9.根据权利要求6所述的复合材料，其特征在于：
所述铂催化剂为氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物；
所述抑制剂为顺丁二烯酸二烯丙酯、3-甲基-1-丁炔-3-醇、1-乙炔基环己醇、3-苯基-1-丁炔-3-醇、3-丙基-1-丁炔-3-醇、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
10.一种根据权利要求1～9之任一项所述的液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将所述石墨烯气凝胶浸入双组分加成型液体硅橡胶中，室温、真空环境下静置2～72h，然后在120～150℃固化1～5h，得到所述液体硅橡胶/石墨烯气凝胶复合材料。
CN201910682497.2A 2019-07-26 2019-07-26 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法 Active CN110408217B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910682497.2A CN110408217B (zh) 2019-07-26 2019-07-26 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910682497.2A CN110408217B (zh) 2019-07-26 2019-07-26 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110408217A true CN110408217A (zh) 2019-11-05
CN110408217B CN110408217B (zh) 2021-03-26

Family

ID=68363568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910682497.2A Active CN110408217B (zh) 2019-07-26 2019-07-26 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110408217B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110993145A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 中山大学 一种可拉伸柔性导电复合材料及其制备方法和应用
CN112375392A (zh) * 2020-11-25 2021-02-19 德阳中碳新材料科技有限公司 一种石墨烯导热界面材料的制备方法
CN114085530A (zh) * 2021-11-10 2022-02-25 华东理工大学 一种低热阻高导热石墨烯硅橡胶复合材料及其制备方法
CN114891351A (zh) * 2022-05-09 2022-08-12 华南理工大学 一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用
CN118027673A (zh) * 2024-01-31 2024-05-14 宁波市马哈汽车服务有限公司 一种具有低频磁场屏蔽功能的硅橡胶及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132259A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Bio Nano Consulting Graphene and graphene oxide aerogels/xerogels for co2 capture
WO2013132260A2 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Bio Nano Consulting Cross-linked graphene networks
CN107312188A (zh) * 2017-08-02 2017-11-03 四川大学 一种含石墨烯的多孔硅橡胶薄膜及其制备方法和用途
CN107585758A (zh) * 2017-09-07 2018-01-16 长沙理工大学 一种石墨烯气凝胶及其制备方法和应用
CN109336093A (zh) * 2018-12-04 2019-02-15 上海交通大学 一种石墨烯气凝胶的制备方法
CN109423050A (zh) * 2017-08-30 2019-03-05 洛阳尖端技术研究院 一种吸波超材料基材及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132259A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Bio Nano Consulting Graphene and graphene oxide aerogels/xerogels for co2 capture
WO2013132260A2 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Bio Nano Consulting Cross-linked graphene networks
CN107312188A (zh) * 2017-08-02 2017-11-03 四川大学 一种含石墨烯的多孔硅橡胶薄膜及其制备方法和用途
CN109423050A (zh) * 2017-08-30 2019-03-05 洛阳尖端技术研究院 一种吸波超材料基材及其制备方法
CN107585758A (zh) * 2017-09-07 2018-01-16 长沙理工大学 一种石墨烯气凝胶及其制备方法和应用
CN109336093A (zh) * 2018-12-04 2019-02-15 上海交通大学 一种石墨烯气凝胶的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110993145A (zh) * 2019-11-26 2020-04-10 中山大学 一种可拉伸柔性导电复合材料及其制备方法和应用
CN112375392A (zh) * 2020-11-25 2021-02-19 德阳中碳新材料科技有限公司 一种石墨烯导热界面材料的制备方法
CN114085530A (zh) * 2021-11-10 2022-02-25 华东理工大学 一种低热阻高导热石墨烯硅橡胶复合材料及其制备方法
CN114891351A (zh) * 2022-05-09 2022-08-12 华南理工大学 一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法和应用
CN118027673A (zh) * 2024-01-31 2024-05-14 宁波市马哈汽车服务有限公司 一种具有低频磁场屏蔽功能的硅橡胶及其制备方法
CN118027673B (zh) * 2024-01-31 2024-08-13 宁波市马哈汽车服务有限公司 一种具有低频磁场屏蔽功能的硅橡胶及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110408217B (zh) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110408217A (zh) 一种液体硅橡胶/石墨烯气凝胶高导电复合材料及其制备方法
Li et al. Engineering textile electrode and bacterial cellulose nanofiber reinforced hydrogel electrolyte to enable high‐performance flexible all‐solid‐state supercapacitors
Ni et al. Free-standing and highly conductive PEDOT nanowire films for high-performance all-solid-state supercapacitors
Deka et al. Multifunctional CuO nanowire embodied structural supercapacitor based on woven carbon fiber/ionic liquid–polyester resin
Zhou et al. Carbon nanotube network film directly grown on carbon cloth for high-performance solid-state flexible supercapacitors
Kim et al. Preparation and characterization of graphite foams
Shahzad et al. Synthesis of multifunctional electrically tunable fluorine-doped reduced graphene oxide at low temperatures
Schweiss et al. Enhancement of proton exchange membrane fuel cell performance by doping microporous layers of gas diffusion layers with multiwall carbon nanotubes
Kakaei et al. Synthesis of N-doped graphene nanosheets and its composite with urea choline chloride ionic liquid as a novel electrode for supercapacitor
Wang et al. A novel 1D/2D interpenetrating network architecture of MXene/cellulose composite microfiber and graphene for broadband microwave absorption
CN107973283B (zh) 一种弹性碳气凝胶及其制备方法和应用
Ru et al. Preparation and characterization of water-soluble carbon nanotube reinforced Nafion membranes and so-based ionic polymer metal composite actuators
CN108689397A (zh) 一种碳空心球气凝胶、其制备方法与应用
Zheng et al. Boosting both electrocatalytic activity and durability of metal aerogels via intrinsic hierarchical porosity and continuous conductive network backbone preservation
Moussa et al. High-performance supercapacitors using graphene/polyaniline composites deposited on kitchen sponge
CN105869910B (zh) 一种复合材料MoO3/PANI/Ti3C2Tx及其制备方法
Hu et al. Anodic composite deposition of RuO2/reduced graphene oxide/carbon nanotube for advanced supercapacitors
CN107089707B (zh) 电容型脱盐电极用核壳结构三维石墨烯复合材料及其制备方法
Zhang et al. Material with high dielectric constant, low dielectric loss, and good mechanical and thermal properties produced using multi-wall carbon nanotubes wrapped with poly (ether sulphone) in a poly (ether ether ketone) matrix
He et al. Metal ions-assisted construction of SiO2/MXene/Fe3O4 aerogel as multifunctional electromagnetic wave absorbing material
CN108047806A (zh) 一种石墨烯/Ag-炭微球气凝胶涂料及其制备方法和应用
CN104403275A (zh) 一种改性石墨烯/热固性树脂复合材料及其制备方法
CN109003826A (zh) N和s双掺杂石墨烯-石墨烯纳米带气凝胶的制备方法
Li et al. Carbonized foams from graphene/phenolic resin composite aerogels for superior electromagnetic wave absorbers
Ding et al. Micron-sized NiMn-glycerate solid spheres as cathode materials for all-solid-state asymmetric supercapacitor with superior energy density and cycling life

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant