CN115449220B - 一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法与电磁屏蔽应用。多孔纳米复合材料由基体导电功能骨架与外部增强包覆皮层组成：导电功能骨架为导电纳米材料形成的稳健气凝胶结构网络；外部增强包覆层为涂覆在导电网络结构上的硅橡胶皮层。本发明公开的复合材料孔隙率能在较大范围内进行调节(1.0～95.0％)，可实现纳米复合材料内部多孔结构的可控设计与制备。纳米复合材料的多孔化设计在保持材料优异力学性能(如高压缩压力和循环压缩稳定性)的同时，还展现出轻质化(密度低，小于1.0g/cm3)、高导电性、高电磁屏蔽效能的综合特性，在军事、航空航天、汽车行业、电子电器等对电磁屏蔽综合性能要求较高的相关领域具有良好的应用前景。

Description

一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法和应用
技术领域：
本发明属于导电聚合物复合材料技术领域，涉及公开一种具有内部多孔结构的轻质化导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
近年来，随着5G时代的快速普及，手机、电脑、智能家居等先进电子设备在我们的日常生活中被频繁使用，产生了不可避免的电磁辐射问题，如电磁污染、电磁干扰等，不仅可危害人体健康，同时也带来了信息泄密等隐患。电磁干扰屏蔽材料成为解决电磁污染或干扰的有效解决思路。传统的金属基电磁屏蔽材料存在密度大、易腐蚀、难加工等缺陷，严重限制了其在一些高新技术领域的应用。
与之相比，由聚合物基体和导电填料构成的导电聚合物复合材料展现了良好的应用(如低密度、耐腐蚀、高电磁屏蔽效能)与加工性能，成为当前电磁屏蔽材料的研究热点之一。
随着时代快速发展、电磁屏蔽材料的快速发展面临新的问题：在军事、航空航天等尖端领域，除优异的电磁屏蔽效能外，轻质化和柔韧性也是实际电磁干扰屏蔽材料有效应用的另外两个关键技术要求；而从绿色、节能、环保以及实用性的理念出发，轻质化电磁屏蔽材料的制备也是迫在眉睫；轻质化复合材料意味着更低的能源消耗、更少的成本投入、更便捷的使用方式、更广阔的应用场所以及更高效率的电磁屏蔽性能。
专利CN110228237A公开了一种具有优异柔韧性的电磁屏蔽用硅胶垫，但其电磁屏蔽性能不具有可调性，且硅橡胶为实心结构密度较大，不能满足轻质化的使用要求。目前，为了在实际应用中实现电磁屏蔽效能的可调节性，一般都是采取将多层电磁屏蔽材料贴合方式，通过增加材料厚度来增强电磁屏蔽性能。但该方法实际效果并不理想，一方面因为多层贴合使厚度增加而导致材料质量不断增加，不符合轻质化要求；另一方面在使用过程中，电磁波在多层贴合材料中大多遵循反射模式，易造成电磁波的二次污染(Carbon,2015.93.151-160)。因此开发新方法在保持材料轻质化特性的同时来调节材料的电磁屏蔽效能极其重要，具有极大的理论意义和应用价值。
一些研究者证实通过调控材料的宏观或微观结构(如薄膜结构、泡孔结构、锯齿结构等)可制备出具有不同电磁屏蔽效能的复合材料。这些电磁屏蔽效能的提高得益于电磁波在材料表面的多重反射或材料内部界面间多次折射路径的增加。这种通过改变屏蔽材料的宏观或微观结构，来实现电磁屏蔽效能的增强，无疑是一种跨越式的进步。Shen等(Carbon,2016,102,154-160)详细对比了石墨烯薄膜结构和石墨烯泡沫结构的电磁屏蔽效能。结果表明，层状石墨烯薄膜发泡形成多孔的石墨烯泡沫结构可以有效改善电磁干扰屏蔽效能。研究者认为这种改善主要来自电磁屏蔽吸收效能(SEA)的贡献，泡孔(多孔)结构使电磁波在材料内部的孔隙-基体之间发生多次反射。但上述文献中泡沫的力学性能差限制了其实际应用前景。专利CN107652624B另辟蹊径，采用蜜胺泡沫吸附还原氧化石墨烯，制备的多孔电磁屏蔽材料具有较好的力学性能，但其电磁屏蔽效果不甚理想，且表面吸附的还原氧化石墨烯在使用过程中稳定性差(极易脱落)，限制了其长期实际应用可能性。
因此如何开发一种新型制备方法，以兼顾导电聚合物复合材料的轻质化、优异力学性能、高电磁屏蔽效能、长期应用稳定性等综合特性，成为当前电磁屏蔽用新型导电聚合物复合材料的研究难点与挑战。
发明内容：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料及其制备方法，旨在解决现有技术中轻质柔韧多孔导电纳米复合材料存在的制备过程复杂、材料力学性能差、导电性和电磁屏蔽效能不理想、功能组分稳定性差无法长期使用等棘手问题。
本发明的技术方案如下：
一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料，包括基体导电功能骨架与外部增强包覆皮层：导电功能骨架基体为导电纳米材料相互交织构成的三维连续的多孔气凝胶网络结构，可提供快速导电通道；外部增强包覆层为涂覆在导电网络框架外表面的硅橡胶皮层，可协助增强导电凝胶基体使复合材料表现出优异力学强度与良好柔韧性，复合材料的孔隙率为1％～95％。
优选地，复合材料的孔隙率为70％～95％，导电功能骨架与外部增强包覆皮层(硅橡胶)的质量比为4.0～30:100。
一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)利用导电纳米材料制备的一维纳米线或二维片层相互交织的三维连续的多孔气凝胶网络骨架结构；
(2)将上述多孔气凝胶网络骨架结构浸渍到聚硅氧烷溶液中，协同调节浸渍工艺中聚硅氧烷溶液的浓度、浸渍时间和浸渍压力，取出并进行固化成型，在一维纳米线或二维片层外表面均匀包覆一层硅橡胶皮层，聚硅氧烷溶液的浓度为0.1～98.0wt％，浸渍时间为1～60min，浸渍环境为常压或真空环境，真空环境绝对压力为50～6000Pa；
或向多孔气凝胶网络骨架结构中均匀喷涂聚硅氧烷溶液，固化成型后在一维纳米线或二维片层外表面均匀包覆一层硅橡胶皮层，得到具有内部多孔结构的硅橡胶纳米复合材料。
孔隙率和互相贯穿的气凝胶网络骨架是影响轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的性能的重要因素。制备过程中可以通过调整浸渍工艺实现对孔隙率的可控调节。具体为：步骤(2)中聚硅氧烷溶液的浓度为1.5～50wt％，浸渍时间为5～30min，真空环境绝对压力为60～3000Pa，该条件下得到轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料孔隙率在10％-95％；步骤(2)中聚硅氧烷溶液的浓度为1.5～15wt％，浸渍时间为5～20min，真空环境绝对压力为500～3000Pa，该条件下得到轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料孔隙率在76％-95％；步骤(2)中聚硅氧烷溶液的浓度为1.5～9.5wt％，浸渍时间为5～10min，真空环境绝对压力为1000～3000Pa，该条件下得到轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料孔隙率在85％-95％。对于同一多孔气凝胶网络骨架结构，回填后孔隙率从近0％(实心结构)增加到10％左右时，电磁屏蔽效能提高近2倍，孔隙率增加到76％以上时，电磁屏蔽效能可提高到3倍以上。
所述的轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的制备方法，其中，导电纳米材料为碳纳米管、氧化石墨烯、石墨烯、银纳米线、聚吡咯纳米线、聚噻吩纳米线、聚苯胺纳米线、二维过渡金属碳化物/碳氮化物、导电石墨炔等中的一种或几种。
所述步骤(1)中导电纳米材料构建三维多孔气凝胶网络的组装方法包括化学还原自组装、水热法自组装、直接冷冻成型自组装、化学气相沉积(CVD法)中的一种或组合。
所述步骤(2)中聚硅氧烷溶液由聚硅氧烷和有机溶剂组成，其中聚硅氧烷为热交联固化型聚硅氧烷、缩合型室温固化聚硅氧烷、加成型室温固化聚硅氧烷中的一种或几种；有机溶剂为正己烷、丙酮、氯仿、二氯甲烷或四氢呋喃中的一种或几种；所述固化成型条件为热交联固化(30-180℃，10min-36h)、室温固化(25℃，5min-72h)中的一种。
所述轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料具有低密度特性，真实密度低于1.0g/cm3。
所述轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的应用为电磁干扰屏蔽等领域。通过调控材料孔隙率大小，可有效调节材料的电磁屏蔽效能，随着孔隙率增加，X波段下材料的电磁屏蔽效能最高可达到90.3dB。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明制备的多孔纳米复合材料，具有极低的密度(小于1g/cm3)，实现了轻质化技术特性，拓宽了该复合材料在国防军工、航空航天等高精尖等领域的应用可能性；
2)本发明的复合材料在具备轻质特性的同时，还表现出优异的力学性能，如高压缩应力(可达到75kPa以上)和理想的循环压缩性(长达10个周期的80％应变下的循环压缩，最大压缩应力保持稳定)；
3)制备工艺简单、可操作性强、不涉及复杂设备和苛刻条件；同时通过简单调控浸渍工艺(如聚硅氧烷溶液浓度和浸渍时间)即可实现对复合材料内部多孔结构的大范围可控调节，孔隙率调控范围为1％～95％。
4)当制备高孔隙率多孔结构复合材料时，制备过程中采用的聚硅氧烷溶液(浓度降低)回填对导电网络骨架的破坏作用也随之下降，使得复合材料的电导率显著上升，例如，相对于孔隙率为1％的复合材料，孔隙率为85％的复合材料电导率增加了约5倍；
5)本发明中具有高孔隙率/多孔结构的纳米复合材料表现出更加优异的电磁屏蔽效能，这主要得益于以下两个增强机理：a)多孔结构具有更高的电导率，可以在电磁波入侵时提供更强的涡流反电场，从而增强对电磁波的反射及内部热耗能力；b)高空隙率/多孔结构使材料拥有更多的空气/基体或基体/填料界面，可显著增强入射电磁波在材料内部的多重反射与吸收。
附图说明：
图1为实施例5中，导电纳米复合材料的断面结构扫描电镜(SEM)图。
图2为实施例5中，多孔复合材料在最大压缩形变80％下循环压缩10次的应力-应变曲线。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
“回填法”是现有电磁屏蔽用导电聚合物复合材料的常用制备方法(如专利CN108178930B)，其首先制备出三维导电网络骨架结构，然后将硅橡胶前驱体溶液在真空辅助下回填入三维导电网络骨架结构，硫化后得到“实心”的硅橡胶基复合电磁屏蔽材料。为了得到实心结构，制备过程中往往需要多次重复回填，延长浸渍时间(浸渍时间一般在4小时以上)，同时需提高硅橡胶前驱体溶液的浓度(一般在70％以上)。由于硅橡胶将三维网络多孔骨架结构完全填充，最终硅橡胶硫化后，复合材料较重，且大量硅橡胶的回填过程可能会破坏导电网络骨架连续结构，并因此影响电磁屏蔽性能的提高。本申请通过巧妙调控聚硅氧烷(硅橡胶前驱体)有机溶液的浓度与浸渍工艺，固化成型后，硅橡胶只部分填充在三维导电网络骨架结构的孔结构中(包覆在骨架结构表面)，不但大大减轻了材料的重量实现了复合材料的轻质化；同时低浓度聚硅氧烷溶液的回填对骨架结构的破坏降低，有利于电导率的提升；更为重要的是通过保留大量的多孔结构可显著增强入射电磁波在材料内部的多重反射与吸收，大大提高材料的电磁屏蔽性能。
实施例1：
1)采用化学还原诱导自组装方法制备石墨烯气凝胶骨架网络
将一定量的氧化石墨烯分散液(10mg/L，10mL)与还原剂维生素C(维生素C与氧化石墨烯质量比为3:1)共混并采用磁力搅拌方式(400rpm,20min)获得均匀混合液；在70℃下还原2h，组装得到初生态氧化石墨烯水凝胶，后续通过真空冷冻干燥(-55℃，50Pa,24h)和热处理后(800℃，氩气保护，1h)得到还原氧化石墨烯气凝胶。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得石墨烯/硅橡胶纳米复合材料
首先配制10g缩合型室温固化聚硅氧烷的正己烷混合液(聚硅氧烷浓度为98.0wt％)；随后将制备得到的石墨烯气凝胶骨架网络浸没于上述混合液中40min(真空辅助，室温，压力60Pa)，浸渍后取出并进行室温交联固化(25℃，12h)即可得到目标石墨烯/硅橡胶纳米复合材料。
3)复合材料结构与相关性能测试
对制备的石墨烯/硅橡胶纳米复合材料的孔隙率与密度进行测定，同时测试了复合材料的力学强度(压缩应力)、电导率与电磁屏蔽效能(X波段)，测试结果汇总于表1中。
实施例2：
1)采用水热法自组装制备氧化石墨烯/聚噻吩气凝胶骨架网络
将一定量的氧化石墨烯分散液(12mg/L,5mL)与聚噻吩纳米线分散液(两者质量比为5:1)共混并采用磁力搅拌方式(550rpm,15min)获得均匀混合液；将混合液转移至反应釜中进行水热反应(120℃，6h)自组装得到初生态氧化石墨烯/聚噻吩水凝胶，随后进行真空冷冻干燥(-50℃，50Pa,18h)获得氧化石墨烯/聚噻吩气凝胶。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得氧化石墨烯/聚噻吩/硅橡胶纳米复合材料
首先配制15g热交联固化型聚硅氧烷/四氢呋喃混合液(聚硅氧烷浓度为52.0wt％)；随后将制备得到的氧化石墨烯/聚噻吩气凝胶浸没于上述混合液中30min(真空辅助，室温，压力60Pa)，浸渍后取出并进行热交联固化(80℃，4h)即可得到目标氧化石墨烯/聚噻吩硅橡胶纳米复合材料。
3)复合材料结构与相关性能测试
测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
实施例3：
1)采用直接冷冻成型自组装制备聚苯胺纳米线气凝胶骨架网络
将一定量的聚苯胺纳米线分散液(8mg/L,15mL)在-50℃条件下冷冻组装10h得到聚苯胺水凝胶，随后真空冷冻干燥(-50℃，100Pa,24h)获得聚苯胺纳米线气凝胶气凝胶。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得聚苯胺/硅橡胶纳米复合材料
首先配制20g加成型室温固化聚硅氧烷-丙酮混合液(聚硅氧烷浓度为26.0wt％)；随后将制备得到的聚苯胺气凝胶浸没于上述混合液中30min(真空辅助，室温，压力100Pa)，浸渍后取出并在室温下交联固化(25℃，24h)即得到目标聚苯胺/硅橡胶纳米复合材料。
3)复合材料结构与相关性能测试
测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
实施例4：
1)采用化学气相沉积法自组装制备石墨烯气凝胶骨架网络
将一定量的石墨烯碳源前驱体(10g)放入装置中，通过化学气相沉积法得到三维石墨烯气凝胶网络。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得石墨烯/硅橡胶纳米复合材料
首先配制15g热交联固化型聚硅氧烷-正己烷混合液(聚硅氧烷浓度为15.0wt％)；随后将制备得到的石墨烯气凝胶浸没于上述混合液中20min(真空辅助，室温，压力500Pa)，浸渍后取出并进行热交联固化(120℃，3h)后得到目标石墨烯/硅橡胶纳米复合材料。
3)复合材料结构与相关性能测试
测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
实施例5：
1)采用直接冷冻成型法自组装制备碳纳米管/聚吡咯气凝胶骨架网络
首先将一定量的碳纳米管与聚吡咯纳米线(两者质量比为1:1)加入水中，通过磁力搅拌(300rpm,40min)获得均匀的分散液(总浓度为10mg/L,20mL)；随后在-55℃条件下冷冻组装9h得到碳纳米管/聚吡咯水凝胶，真空冷冻干燥(-50℃，50Pa,16h)获得碳纳米管/聚吡咯气凝胶。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得碳纳米管/聚吡咯/硅橡胶纳米复合材料
首先配制25g缩合型室温固化聚硅氧烷-四氢呋喃混合液(聚硅氧烷浓度为9.5wt％)；随后将制备得到的碳纳米管/聚吡咯气凝胶浸没于上述混合液中10min(真空辅助，室温，压力1000Pa)，浸渍后取出并在室温条件下交联固化(25℃，16h)后得到目标碳纳米管/聚吡咯/硅橡胶纳米复合材料。图1为碳纳米管/聚吡咯/硅橡胶纳米复合材料的内部形貌(扫描电镜图)，表明此复合材料具有较高的孔隙率，同时也证实了聚硅氧烷皮层在凝胶骨架上均匀分布且没有破坏凝胶骨架网络。
3)复合材料结构与相关性能测试
测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
为了验证材料的长期应用稳定性，同时对其进行了十次的循环压缩测试，最大压缩应变为80％，测试结果如图2所示。由图2可看出，所制备的复合材料经历过十次的压缩循环后，其最大压缩应力仍保持稳定，表明多孔硅橡胶纳米复合材料(孔隙率为85.4％)具有理想的压缩稳定性。
实施例6：
1)采用化学还原诱导自组装方法制备二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯气凝胶骨架网络
将一定量的二维过渡金属碳化物(碳氮化物,MXene)、氧化石墨烯分散液(10mg/L，10mL)与硼氢化钠(三者质量比分别为4:4:1)共混并采用磁力搅拌方式(800rpm,30min)获得均匀混合液；在80℃下还原3h，组装得到初生态二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯水凝胶，后续通过真空冷冻干燥(-50℃，50Pa,20h)得到目标二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯气凝胶。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料首先配制15g加成型室温固化聚硅氧烷的丙酮混合液(聚硅氧烷浓度为1.5wt％)；随后将制备得到的二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯骨架网络浸没于上述混合液中8min(真空辅助，室温，压力3000Pa)，浸渍后取出并进行室温交联固化(25℃，2h)即可得到目标二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料。
3)复合材料结构与相关性能测试
测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
实施例7：
本实施例除步骤2)其他均与实施例6相同。
2)利用喷涂聚硅氧烷溶液并固化成型获得二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料首先配制15g加成型室温固化聚硅氧烷的丙酮混合液(聚硅氧烷浓度为1.5wt％)；随后向制备得到的二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯骨架网络上均匀喷涂上述混合溶液，完成后取出并进行室温交联固化(25℃，2h)即可得到目标二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料。
对比例1
对比例1与实施例6所采用的凝胶网络体系相同，与实施例6区别的地方在于采用的加成型室温固化聚硅氧烷液的质量浓度为100wt％(无溶剂体系)，同时二维过渡金属碳化物(碳氮化物)/氧化石墨烯在上述聚硅氧烷液体中的浸没时间为40min(真空辅助，室温，压力50Pa)。交联固化条件与实施例6相同。
获得的对应复合材料的结构与相关性能测试方法同实施例1，测试结果汇总于表1中。
对比例2
本对比例除步骤2)外，其他均与实施例2相同。
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得氧化石墨烯/聚噻吩/硅橡胶纳米复合材料
首先配制15g热交联固化型聚硅氧烷/四氢呋喃混合液(聚硅氧烷浓度为52.0wt％)；
随后将制备得到的氧化石墨烯/聚噻吩气凝胶浸没于上述混合液中30min(真空辅助，室温，压力60Pa)，浸渍后取出并进行热交联固化(80℃，4h)，重复上述浸渍步骤多次(约5次)直至气凝胶孔结构中完全填充硅橡胶形成实心的氧化石墨烯/聚噻吩硅橡胶纳米复合材料。
表1.实施例与对比例中复合材料结构与性能总结
注：以上电磁屏蔽性能测试频率范围为X波段(8.2-12.4GHz)，测试温度为室温，测试样品均为长～22mm、宽～10mm、厚度～2mm的复合材料样条。
由表1可看出，对比例1复合材料具有类似实心结构(孔隙率最低)，因此其密度较大，电导率和电磁屏蔽性能都处于较低水平。对比例2是采用传统的多次浸渍法得到的实心结构复合材料，其同样具有高密度、低电导率与电磁屏蔽性能。
相比之下，实施例1-6，通过浸渍工艺的调控，复合材料的孔隙率逐渐增大，对应的密度逐渐降低，而电导率和电磁屏蔽性能却逐步提升，实现了轻质化和高电磁屏蔽性能双赢的结果，同时复合材料也展现了优异的力学强度。通过实施例7可看出，采用喷涂工艺，制备的复合材料结构与性能和浸渍工艺类似。综上，本发明中的多孔轻质导电纳米复合材料实现了优异的综合性能，具有良好的应用前景。
最后要说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域工作人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）采用化学还原诱导自组装方法制备二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯气凝胶骨架网络
将二维过渡金属碳化物、氧化石墨烯分散液与硼氢化钠共混并采用磁力搅拌方式获得均匀混合液，二维过渡金属碳化物、氧化石墨烯和硼氢化钠的质量比分别为4:4:1，磁力搅拌条件为800rpm,30min；在80℃下还原3h，组装得到初生态二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯水凝胶，后续通过真空冷冻干燥得到目标二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯气凝胶，真空冷冻干燥条件为-50℃，50Pa,20h；
2）利用喷涂聚硅氧烷溶液并固化成型获得二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料
首先配制15g加成型室温固化聚硅氧烷的丙酮混合液，混合溶液中聚硅氧烷浓度为1.5wt%；随后向制备得到的二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯骨架网络上均匀喷涂上述混合溶液，完成后取出并进行室温交联固化即可得到目标二维过渡金属碳化物/氧化石墨烯/硅橡胶纳米复合材料，交联固化条件为25℃，2h。
2.一种轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤
1)采用直接冷冻成型法自组装制备碳纳米管/聚吡咯气凝胶骨架网络
首先将质量比为1:1的碳纳米管与聚吡咯纳米线加入水中，通过磁力搅拌获得均匀的10mg/L,20mL的分散液；随后在-55℃条件下冷冻组装9h得到碳纳米管/聚吡咯水凝胶，真空冷冻干燥获得碳纳米管/聚吡咯气凝胶，所述真空冷冻干燥条件为-50℃，50Pa,16h，所述磁力搅拌条件为300rpm,40min；
2)利用浸渍聚硅氧烷并固化成型获得碳纳米管/聚吡咯/硅橡胶纳米复合材料
首先配制25g缩合型室温固化聚硅氧烷-四氢呋喃混合液，聚硅氧烷-四氢呋喃混合液中聚硅氧烷浓度为9.5wt％；随后将制备得到的碳纳米管/聚吡咯气凝胶浸没于上述混合液中10min，浸渍条件为：真空辅助，室温，压力1000Pa，浸渍后取出并在室温条件下交联固化后得到目标碳纳米管/聚吡咯/硅橡胶纳米复合材料，交联固化条件为25℃，16h。
3.权利要求1-2任一项所述方法制备的轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料。
4.根据权利要求3所述轻质多孔导电硅橡胶纳米复合材料在电磁干扰屏蔽领域中的应用。
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