技术特征：
1.一种基于液态金属的可拉伸导电复合材料，包括液态金属层和弹性体海绵；其中，液态金属层分布在所述弹性体海绵骨架表面。2.根据权利要求1所述的可拉伸导电复合材料，其特征在于：以弹性体海绵表观体积来计，所述液态金属层的体积百分数为0.5％～15％，优选8％～14％。3.根据权利要求1所述的可拉伸导电复合材料，其特征在于：所述液态金属为熔点低于25℃的低共熔点合金，优选镓铟合金、镓铟锡合金中的一种或两种；和/或，所述的弹性体海绵的孔隙率为45％～95％，优选50％～90％。4.根据权利要求1所述的可拉伸导电复合材料，其特征在于：所述液态金属层由液态金属微纳颗粒烧结而成，和/或，所述弹性体海绵为聚多巴胺表面改性的弹性体海绵，优选聚多巴胺表面改性的聚二甲基硅氧烷海绵、聚氨酯海绵或胶乳海绵中的一种或多种。5.根据权利要求1～4所述的基于液态金属的可拉伸导电复合材料的制备方法，包括：将所述液态金属制成液态金属微纳颗粒分散液，将弹性体海绵浸渍到上述分散液中，取出弹性体海绵/分散液复合物烘干后进行压力烧结或激光烧结得到所述可拉伸导电复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述的制备方法具体包含以下步骤：步骤1、将所述液态金属加入分散剂中，超声粉碎后加入巯基化合物，混合形成液态金属微纳颗粒分散液；步骤2、将所述弹性体海绵置于溶解有多巴胺的缓冲溶液中，在室温下充分浸渍反应，得到聚多巴胺改性的弹性体海绵；步骤3、将步骤2得到的改性弹性体海绵在室温下浸渍到步骤1制得的液态金属微纳颗粒分散液中，充分浸渍后干燥得到包覆有液态金属微纳颗粒的改性弹性体海绵；步骤4、将步骤3得到的包覆有液态金属微纳颗粒的改性弹性体海绵进行激光烧结或者压力烧结，得到所述的可拉伸导电复合材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中：所述液态金属为熔点低于25℃的低共熔点合金，优选镓铟合金、镓铟锡合金中的一种或两种；和/或，所述分散剂为水和有机溶剂中的至少一种，所述有机溶剂选自醚、呋喃、酮、醇中的至少一种，优选乙醚、丙酮、乙醇、异丙醇和四氢呋喃中的至少一种；和/或，所述液态金属在分散液中浓度为0.01～0.2g/ml，优选为0.02～0.15g/ml；和/或，所述疏基化合物选自含巯基和羧基的有机化合物、含巯基和胺基的有机化合物、含巯基和羰基的有机化合物中的至少一种；优选为巯基乙酸、巯基丙酸、4-巯基丁酸、8-巯基庚酸、11-巯基十一烷酸、巯基乙胺、3-巯基-1-丙胺、1-巯基-2-丙酮、4-巯基-2-戊酮、3-巯基-2-丁酮中至少一种；和/或，所述巯基化合物在分散液中浓度为0.5～25mm，优选为0.5～20mm；和/或，所述超声粉碎在0℃～10℃的水浴中进行0.5～2h；所述超声粉碎的功率优选为1000～1500w，优选温度为0～5℃，优选时间为0.5～1h；和/或，
所述超声粉碎得到分散在分散剂中的液态金属微纳颗粒平均粒径为20～1000nm；和/或，所述混合形成液态金属颗粒分散液包括：将所述含有液态金属微纳颗粒、分散剂和疏基化合物在内的混合物在0～40℃水浴中超声处理10～50min得到稳定液态金属微纳颗粒分散液；和/或，所述超声处理后的液态金属微纳颗粒分散液优选在500～3500r/min的离心速率下离心10～30min，优选25～35min；将所述液态金属微纳颗粒分散液除去液体，重新加入分散剂，如此重复洗涤后超声处理得到稳定液体金属颗粒分散液。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中：所述弹性体海绵为聚多巴胺表面改性的弹性体海绵，优选聚多巴胺表面改性的聚二甲基硅氧烷海绵、聚氨酯海绵或胶乳海绵中的一种或多种；和/或，所述弹性体海绵浸渍前用水或乙醇进行清洁干燥处理，干燥温度为50～80℃；和/或，所述缓冲液为三羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲水溶液，缓冲液ph值为7.5～9；和/或，其中所述缓冲溶液中多巴胺的浓度为0.01～0.5mol/ml，优选为0.05～0.3mol/ml；和/或，所述浸渍时间为1～32小时。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中：在浸渍液态金属微纳颗粒分散液前，将所述改性弹性体海绵裁成块状、片状或条状；和/或，将浸渍分散液后的改性弹性体海绵取出，在温度为60～100℃的烘箱中干燥10～30min；优选在干燥时对浸渍了分散液的弹性体海绵以1次/20min～1次/1min的频率进行反转，优选的为1次/15min～1次/min；和/或，将改性弹性体海绵按包括上述浸渍后的改性弹性体海绵干燥的步骤重复1～40次。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4中：将所述海绵在5～10j/cm2的激光下烧结，优选在7～9j/cm2的激光下烧结；或在10～50℃的温度和100～1000n的压力下进行机械烧结，优选10～40℃和500～1000n的压力下进行机械烧结。
技术总结
本发明涉及一种基于液态金属的可拉伸导电复合材料及其制备方法，通过以下方法制备：将液态金属制成微纳颗粒/溶剂分散液，将表面改性后的海绵浸渍到分散液中，取出海绵/分散液复合物烘干分散剂，分散剂挥发后将包覆在海绵骨架表面的液态金属进行激光烧结或压力烧结制成所述可拉伸导电复合材料。本发明解决了传统可拉伸导电复合材料中纳米导电填料不能适应大形变的问题；共混型液态金属可拉伸导电复合材料液态金属用量大，导电性能差，难以大规模应用的问题；填充型液态金属可拉伸导电复合材料液态金属与基体缺乏界面设计容易溢出的问题。采用本发明的制备方法可以得到高导电、高导电稳定性、低液态金属用量的可拉伸导电复合材料。电复合材料。电复合材料。
技术研发人员：宁南英 黄亚楠 田明 王文才 邹华 张立群
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2020.04.17
技术公布日：2021/10/21