本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料領(lǐng)域，具體涉及一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：高分子材料由于質(zhì)輕、易加工、耐熱、耐腐蝕及良好的機(jī)械性能，作為結(jié)構(gòu)材料而在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著信息化的不斷發(fā)展，各種功能性高分子材料應(yīng)運(yùn)而生，其中以導(dǎo)電高分子材料的發(fā)展最為突出。導(dǎo)電高分子材料可分為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料和復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料兩大類，結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料是將材料通過(guò)摻雜處理，使其具有導(dǎo)電性的導(dǎo)電高分子材料，因其高附加值而具有廣泛的應(yīng)用前景。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料本身不具有導(dǎo)電的性質(zhì)，是通過(guò)填充導(dǎo)電體，如抗靜電劑、無(wú)機(jī)導(dǎo)電顆粒等，與母體高分子材料混合而制得的導(dǎo)電高分子材料，具有電學(xué)、電化學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和磁學(xué)的優(yōu)良性質(zhì)，在生產(chǎn)生活、軍事、航空航天等領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用前景。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：要解決的技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，具有很好的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性能。技術(shù)方案：一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.2-0.5份、聚噻吩2-4份、水溶性酚醛樹脂2-4份、二水合醋酸鋅20-30份、納米二氧化鈦1-2份、六水合氯化高鐵2-5份、納米三氧化二鋁1-2份、溴化十六烷三甲基銨10-20份、十二烷基三甲基氯化銨5-10份、甘氨酸1-3份、酪氨酸1-2份、氫氧化鈉1-2份、去離子水260-300份。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.3-0.4份、聚噻吩2.5-3.5份、水溶性酚醛樹脂2.5-3.5份、二水合醋酸鋅22-28份、納米二氧化鈦1.2-1.7份、六水合氯化高鐵3-4份、納米三氧化二鋁1.2-1.7份、溴化十六烷三甲基銨12-19份、十二烷基三甲基氯化銨6-9份、甘氨酸1.5-2.5份、酪氨酸1.2-1.7份、氫氧化鈉1.3-1.8份、去離子水265-290份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法包括以下步驟：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理30-40分鐘，取出，放入烘箱中在溫度110-120℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和255-290份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速150-200r/min下攪拌5-10分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩5-10分鐘后在轉(zhuǎn)速80-100r/min下攪拌20-40分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度160-170℃下反應(yīng)12-13小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度60-65℃下干燥即得。進(jìn)一步優(yōu)選的，第一步中蒸汽處理時(shí)間為35分鐘，溫度為115℃。進(jìn)一步優(yōu)選的，第二步中轉(zhuǎn)速為160-190r/min，攪拌時(shí)間為6-9分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選的，第三步中振蕩時(shí)間為6-9分鐘，轉(zhuǎn)速為85-95r/min，攪拌時(shí)間為25-35分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選的，第四步中溫度為165℃，反應(yīng)時(shí)間為12.5小時(shí)。有益效果：本發(fā)明的納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料具有很好的導(dǎo)電性能，其電導(dǎo)率最高可達(dá)2.02S/m，同時(shí)其最大熱失重峰溫度出現(xiàn)在352℃，熱穩(wěn)定性佳。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.2份、聚噻吩2份、水溶性酚醛樹脂2份、二水合醋酸鋅20份、納米二氧化鈦1份、六水合氯化高鐵2份、納米三氧化二鋁1份、溴化十六烷三甲基銨10份、十二烷基三甲基氯化銨5份、甘氨酸1份、酪氨酸1份、氫氧化鈉1份、去離子水260份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理30分鐘，取出，放入烘箱中在溫度110℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和255份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速150r/min下攪拌5分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩5分鐘后在轉(zhuǎn)速80r/min下攪拌20分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度160℃下反應(yīng)12小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度60℃下干燥即得。實(shí)施例2一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.3份、聚噻吩2.5份、水溶性酚醛樹脂2.5份、二水合醋酸鋅22份、納米二氧化鈦1.2份、六水合氯化高鐵3份、納米三氧化二鋁1.2份、溴化十六烷三甲基銨12份、十二烷基三甲基氯化銨6份、甘氨酸1.5份、酪氨酸1.2份、氫氧化鈉1.3份、去離子水265份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理35分鐘，取出，放入烘箱中在溫度115℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和270份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速160r/min下攪拌6分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩6分鐘后在轉(zhuǎn)速85r/min下攪拌25分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度165℃下反應(yīng)12.5小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度60℃下干燥即得。實(shí)施例3一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.35份、聚噻吩3份、水溶性酚醛樹脂3份、二水合醋酸鋅25份、納米二氧化鈦1.5份、六水合氯化高鐵3.5份、納米三氧化二鋁1.5份、溴化十六烷三甲基銨15份、十二烷基三甲基氯化銨7.5份、甘氨酸2份、酪氨酸1.5份、氫氧化鈉1.5份、去離子水280份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理35分鐘，取出，放入烘箱中在溫度115℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和270份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速175r/min下攪拌7分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩7分鐘后在轉(zhuǎn)速90r/min下攪拌30分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度165℃下反應(yīng)12.5小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度62℃下干燥即得。實(shí)施例4一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.4份、聚噻吩3.5份、水溶性酚醛樹脂3.5份、二水合醋酸鋅28份、納米二氧化鈦1.7份、六水合氯化高鐵4份、納米三氧化二鋁1.7份、溴化十六烷三甲基銨19份、十二烷基三甲基氯化銨9份、甘氨酸2.5份、酪氨酸1.7份、氫氧化鈉1.8份、去離子水290份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理35分鐘，取出，放入烘箱中在溫度115℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和280份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速190r/min下攪拌9分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩9分鐘后在轉(zhuǎn)速95r/min下攪拌35分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度165℃下反應(yīng)12.5小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度65℃下干燥即得。實(shí)施例5一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.5份、聚噻吩4份、水溶性酚醛樹脂4份、二水合醋酸鋅30份、納米二氧化鈦2份、六水合氯化高鐵5份、納米三氧化二鋁2份、溴化十六烷三甲基銨20份、十二烷基三甲基氯化銨10份、甘氨酸1-3份、酪氨酸2份、氫氧化鈉1-2份、去離子水300份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁加入三口瓶中，通入水蒸氣處理40分鐘，取出，放入烘箱中在溫度120℃下烘干，得混合粉體；第二步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和290份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速200r/min下攪拌10分鐘；第三步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩10分鐘后在轉(zhuǎn)速100r/min下攪拌40分鐘；第四步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度170℃下反應(yīng)13小時(shí)；第五步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度65℃下干燥即得。對(duì)比例1本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于不含有納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁。具體地說(shuō)是：一種納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，由以下成分以重量份制備而成：多壁碳納米管0.2份、聚噻吩2份、水溶性酚醛樹脂2份、二水合醋酸鋅20份、六水合氯化高鐵2份、溴化十六烷三甲基銨10份、十二烷基三甲基氯化銨5份、甘氨酸1份、酪氨酸1份、氫氧化鈉1份、去離子水260份。上述納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的制備方法為：第一步：將二水合醋酸鋅、六水合氯化高鐵、溴化十六烷三甲基銨、十二烷基三甲基氯化銨和255份去離子水混合攪拌至溶解，加入氫氧化鈉和剩余去離子水配置的溶液，在轉(zhuǎn)速150r/min下攪拌5分鐘；第二步：加入混合粉體、多壁碳納米管、聚噻吩、水溶性酚醛樹脂、甘氨酸和酪氨酸，超聲振蕩5分鐘后在轉(zhuǎn)速80r/min下攪拌20分鐘；第三步：移入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，在溫度160℃下反應(yīng)12小時(shí)；第四步：冷卻至室溫，過(guò)濾，分別用乙醇和蒸餾水洗滌3次，放入烘箱中在溫度60℃下干燥即得。本發(fā)明材料具有很好的導(dǎo)電性能，其電導(dǎo)率最高可達(dá)2.02S/m，同時(shí)其最大熱失重峰溫度出現(xiàn)在352℃，熱穩(wěn)定性佳。對(duì)比例1中不含有納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁，結(jié)果顯示其電導(dǎo)率和最大熱失重峰溫度都有明顯的下降，說(shuō)明納米二氧化鈦和納米三氧化二鋁對(duì)于本材料的導(dǎo)電性和和熱穩(wěn)定性都有較大的影響。表1納米導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的部分性能指標(biāo)產(chǎn)品名稱電導(dǎo)率（S/m）最大熱失重峰溫度（℃）實(shí)施例11.45343實(shí)施例21.68346實(shí)施例31.86350實(shí)施例42.02352實(shí)施例51.93350對(duì)比例11.18323當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3