[發明專利]一種高韌性導電納米復合離子凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202110449220.2
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113185638A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 許波;王平;袁久剛;徐進;余圓圓
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/54;C08F220/06;C08F220/20;C08F220/58;C08F220/28;C08F2/44;C08K3/22;C08K5/3445;C08K5/43
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云;郭金玉

1.一種高韌性導電納米復合離子凝膠，其特征在于：該高韌性導電納米復合離子凝膠的制備原料包括納米二氧化鈦水溶膠、離子液體和單體，所述離子液體與所述納米二氧化鈦水溶膠的體積比為1~8：1，原料的各組分混合后，所述單體的摩爾濃度為0.5~3M；

所述納米二氧化鈦水溶膠中納米二氧化鈦的粒徑大小為5~30 nm、質量濃度為10%~15%；

所述單體為丙烯酸、丙烯酸酯或丙烯酰胺類單體中的一種或兩種以上的混合。

2.根據權利要求1所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠，其特征在于：所述離子液體為1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽、1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-甲基-丁基咪唑硫酸氫鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺鹽中的一種或兩種以上的混合；

丙烯酸酯或丙烯酰胺類單體為2-羥基乙基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N, N-二甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺。

3.根據權利要求2述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠，其特征在于：高韌性導電納米復合離子凝膠的制備原料還包括引發劑和催化劑，

所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或者過硫酸鈉，所述引發劑的用量是單體質量的1~5%；

所述催化劑為N, N, N’, N’-四甲基乙二胺，所述催化劑用量是單體質量的0.1~1%。

4.權利要求3所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

（1）將所述納米二氧化鈦水溶膠與所述離子液體混合，得到均勻的納米二氧化鈦離子液體分散液；

（2）在所述納米二氧化鈦離子液體分散液中加入所述單體，通惰性氣體排出體系中的氧氣，加入引發劑與催化劑，自由基聚合，獲得納米二氧化鈦交聯含水的納米復合離子凝膠，所述自由基聚合的溫度為40~80℃，聚合時間為4~12小時；

（3）將所述納米二氧化鈦交聯含水的納米復合離子凝膠真空干燥，去除水分，得到所述高韌性導電納米復合離子凝膠。

5.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，所述納米二氧化鈦的粒徑大小為5~30 nm，所述納米二氧化鈦為金紅石型。

6.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，所述惰性氣體為氮氣或者氦氣，所述惰性氣體的通氣時間為20~60分鐘。

7.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，所述自由基聚合的溫度為40~80℃，聚合時間為4~12小時。

8.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，所述真空干燥溫度為80℃，時間為2~8小時。

9.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：納米二氧化鈦平均粒徑為10 nm，質量濃度為濃度為10%；

離子液體為1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽，體積為35 ml；

單體為丙烯酰胺和N-異丙基丙烯酰胺，丙烯酰胺的摩爾數為0.02 mol，N-異丙基丙烯酰胺摩爾數為0.20 mol；

所述引發劑為過硫酸胺，質量為0.1 g，催化劑為N, N, N’, N’-四甲基乙二胺，質量為25 mg。

10.根據權利要求4所述的一種高韌性導電納米復合離子凝膠的制備方法，其特征在于：納米二氧化鈦平均粒徑為30 nm，質量濃度為濃度為10%；

離子液體為1-甲基-丁基咪唑硫酸氫鹽，體積為70ml；

單體為丙烯酰胺和N-羥甲基丙烯酰胺，丙烯酰胺的摩爾數為0.06 mol，N-羥甲基丙烯酰胺的摩爾數為0.1 mol；

所述引發劑為過硫酸胺，質量為0.28 g，催化劑為N, N, N’, N’-四甲基乙二胺，質量為45 mg。