[發明專利]一種循環拉伸法制備混雜填料/硅橡膠柔性力敏導電復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910360189.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110305482A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 張榮;胡圣飛;劉清亭;付旭東;胡海龍;許星燁;應程
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L83/07;C08K5/14;C08K7/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K13/06
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;劉丹

本發明涉及一種循環拉伸法制備混雜填料/硅橡膠柔性力敏導電復合材料及其制備方法，該導電復合材料可用于柔性力敏傳感等領域。取硅橡膠加入碳納米管、交聯劑、碳纖維，超聲作用，同時攪拌；然后在100℃下交聯0.5h，交聯成型得混雜填料的柔性硅橡膠導體；將上述樣品剪裁為長寬分別為6cm和2cm的樣條，然后在萬能試驗機上循環拉伸松弛處理，具體參數如下：應變范圍為5％～50％；頻率為1～10Hz，循環次數為100次～2000次。本發明利用混雜填料的協同效應降低填料用量，采用重復拉伸的方法可以調整碳材料在基體中的分布，可進一步改善填料導電網絡，在一定程度上促進填料的取向，改善復合材料的電阻率和靈敏性。

技術領域

本發明涉及一種柔性力敏導電復合材料及其制備方法，尤其涉及一種基于循 環拉伸法制備混雜填料/硅橡膠柔性力敏導電復合材料及其制備方法，屬于柔性 復合材料技術領域。

背景技術

柔性力敏材料是目前可穿戴電子材料的重要基礎材料，在未來科技發展領域 具有重要的應用前景。其中聚合物基導電復合材料是一種制備柔性力敏材料的良 好途徑。但是目前有很多制備柔性力敏材料的存在電阻率低、敏感性差等問題， 限制了其進一步應用。

現有：CN201710822776.5公開了一種由石墨烯和帶有裂紋的鎳膜組裝到聚 氨酯海綿上，然后采用硅橡膠進行封裝。由于鎳膜自帶裂紋，可以實現極高的靈 敏性；硅橡膠的封裝保證了力敏材料的穩定性。CN201610905595.4將到達粉末 涂覆在半固化的彈性基底上面，然后進行固化交聯得到柔性力敏材料。CN 105136375 A公開了一種具有高靈敏度柔性壓力傳感器的制備方法，其通過溶液 法將碳納米管摻雜入二甲基硅氧烷中制備柔性導體，利用導電網絡隨著應變變化 實現壓力檢測。

在以上的制備方法中，均是通過組裝、溶液或熔融法將導電材料與聚合物基 體復合，方法復雜，并且導電性、靈敏性和穩定性較差。

發明內容

本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種工藝簡單、電阻率低、靈敏性 高的柔性力敏材料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種循環拉伸法制備混雜填料/硅橡膠柔性力敏導電復合材料，其特征在于， 所述柔性力敏導電復合材料由如下重量份的各組分組成：

其中，所述硅橡膠是聚二甲基硅氧烷，甲基乙烯基硅橡膠或甲基苯基乙烯基 硅橡膠；所述交聯劑為2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)己烷、過氧化二異丙 苯中的一種。

進一步的，所述碳納米管為多壁碳納米管。

進一步的，所述碳纖維為聚丙烯腈短碳纖維。

進一步的，所述表面改性劑為膽酸鈉，其處理方式如下：稱取一定比例的碳 納米管和膽酸鈉，分散在水中，室溫超聲處理2小時，然后去離子洗滌烘干；其 中碳納米管與膽酸鈉的比例為10:1。

本發明還提供上述循環拉伸法制備混雜填料/硅橡膠柔性力敏導電復合材料 的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)制備復合材料：按比例稱取液體硅橡膠、交聯劑、碳纖維、改性后的碳 納米管，超聲分散混合均勻后倒入四氟乙烯模具，同時抽真空20min除去氣泡， 真空度為0.06MPa，然后在100℃下交聯0.5h，交聯成型；

2)循環拉伸松弛處理：將上述樣品剪裁為長寬分別為6cm和2cm的樣條， 然后在萬能試驗機上循環拉伸松弛處理，具體參數如下：應變范圍為5％～50％； 頻率為1～10Hz，循環次數為100次～2000次。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、利用混雜填料的協同效應降低填料用量；