[發(fā)明專利]一種納米銀/碳納米管/聚乙烯醇復合導電薄膜的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210522375.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103160049A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 趙金安;馬步偉;胡繼勇
• 申請（專利權）人: 河南城建學院
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08K3/08;C08K9/02;C08K7/00;C08K3/04;C08J5/18
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

????本發(fā)明屬于納米復合薄膜材料技術領域，特別涉及一種納米銀/碳納米管/聚乙烯醇復合薄膜的制備方法。

背景技術

????伴隨著科技的發(fā)展,?高分子材料的應用日益廣泛。然而,?高分子材料具有高的表面電阻和體積電阻,?一旦摩擦帶電后,?靜電不易通過導電除去而滯留在材料表面,?不僅會影響材料的外觀特性、制造和使用,?更主要的是存在靜電安全隱患。隨著現(xiàn)代電子工業(yè)和作息技術等產(chǎn)業(yè)革命迅速發(fā)展，越來越需要具有導電功能高分子材料。導電高分子由于其具有重量輕、易加工各種復雜形狀以及電阻率在較大范圍內可調等特點，在防靜電、電磁屏蔽、微波吸收、電化學及催化等領域得到廣泛的應用。

?????普通高分子材料目前使用的抗靜電改性方法,?主要采用添加抗靜電劑或導電填料的方法。添加抗靜電劑主要存在抗靜電性能受空氣相對濕度的影響及耐久性差的問題；添加導電填料主要存在導電性能不勻和材料力學性能下降的問題。隨著納米技術的進步，納米級抗靜電材料填充高分子材料，將更有利于高分子材料抗靜電性的提高和其它性能的改善，其研究意義重大。

????聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性高分子材料，?具有良好的生物相容性和無毒性，良好的化學穩(wěn)定性，并具有良好的成纖性、成膜性、膜阻氧性、韌性和耐化學性，使其在藥物、醫(yī)學、環(huán)保、包裝、化纖、食品等行業(yè)都有廣泛的應用。已有研究者將一些納米材料加入聚乙烯醇中，用來賦予PVA各種功能。

?????金屬銀具有優(yōu)異的光學和電學性能,其納米材料的制備一直是新材料領域中的一個研究熱點。近年來,以納米銀粒子填充聚合物合成功能性復合材料已經(jīng)取得很大進展,銀/聚合物復合材料同時具有了納米銀和聚合物的優(yōu)良特性,并賦予材料一些特異或新的功能,從而使其在光子學、電子學、生物醫(yī)學和信息材料學等諸多領域具有廣闊的應用前景,因此其制備與應用己經(jīng)成為目前納米材料研究領域關注的熱點課題。近年來已經(jīng)有銀/聚合物復合材料的研究，如20091021922.9將硝酸銀與聚乙烯醇于水中進行混合后在基片上涂膜，避光干燥，得到在155～165℃溫度范圍內具有電阻突變性的復合高分子薄膜材料；專利201110407330.9將硝酸銀和聚乙烯醇混合在水溶液中混合后采用旋轉涂膜或鑄膜法制備聚乙烯醇/硝酸銀薄膜，然后將其用紫外光輻照制備聚乙烯醇/納米銀復合薄膜；專利200910074289.0以聚合單體（苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯）為連續(xù)相制備含納米銀粒子的微乳液，再通過乳液聚合制備得到抗菌性的納米銀粒子均勻分散于聚合物基體中的納米銀/聚合物復合材料。專利02147003.0將溶有金屬的鹽溶液與酚醛樹脂濃溶液配成均相溶液，低溫脫去溶劑，在一定溫度下交聯(lián)固化，固化劑同時作為還原劑，在固化的同時實現(xiàn)金屬離子的還原，形成納米銀顆粒并均勻分散在生成的復合材料基體中。

碳納米管(CNTs)是由碳六元環(huán)組成的類似于石墨的平面,?按一定方式卷曲而成的納米級管狀結構。碳納米管又可分為單壁碳納米管(SWNTs)和多壁碳納米管(?MWNTs)兩大類。由于CNTs具有很高的長徑比以及優(yōu)良的電學和力學性能,?在導電和吸波屏蔽方面效果顯著，受到了越來越多科學家的關注。碳納米管填充聚合物基電磁屏蔽復合材料的研究已成為碳納米管應用研究的重要方向。近年來已經(jīng)有研究者將碳納米管加入聚乙烯醇中用來增加聚乙烯醇的導電性及其它物理機械性能。如專利200610052222.3將膽酸鹽和碳納米管在水中攪拌混合形成懸浮液，然后加入聚乙烯醇的水溶液混合，將混合溶液倒入模具中室溫下蒸發(fā)得到復合材料，大大提高了聚乙烯醇的力學性能。專利200910053649.9使用非離子表面活性劑為分散劑，制備碳納米管/聚乙烯醇紡絲原液。

如何盡可能地降低導電填料填充量，同時保持甚至提高材料的導電性是目前高分子基導電復合材料研究工作中的主要方向之一。對導電復合材料來說，體系的電性能最終是由其所形成的導電網(wǎng)絡所控制。因此，為了降低材料的導電填料含量、提高導電性同時改善材料的電性能穩(wěn)定性，設計有效的導電網(wǎng)絡是根本途徑。選用兩種不同形態(tài)尺寸的導電填料填充聚合物是有效的改性手段。所閱文獻資料還未見將納米銀和碳納米管復配作為導電添加劑制備聚乙烯醇復合材料的報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種簡單易行的聚乙烯醇納米復合導電材料的制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：