一种综合性能好的导电纸及其制备方法与流程

文档序号:16250419发布日期:2018-12-11 23:58阅读:252来源:国知局
本发明涉及纸领域,具体是一种综合性能好的导电纸。
背景技术
导电纸是一种具有良好导电性能的纸,是一种新型特种纸、功能纸,继承了传统纸张本身的轻质、灵活、低成本等特征,在未来电子元件及储能材料中具备潜在应用前景。其导电性对外界环境的湿度变化不敏感,具有较高的抗张和撕裂强度。现有导电纸的制备方法主要有两种:其一,湿部成形方法,将导电填料以物理和/或化学方法沉积在纤维表面,通过传统的湿部成形技术获得具有一定导电性的纤维薄层;其二,表面涂布方法,以导电填料为主原料,辅以胶黏剂等助剂,制备导电涂料,通过表面涂布方式在纸张表面形成导电涂层,制备导电纸。显然,表面涂布方法只能赋予纸张表面导电性,而湿部成形方法可以制备性能更优异的导电纸。现有导电纸虽然可以满足导电性能的要求,但是其抗张指数和耐折度还达不到人们的预期,这就为人们的使用带来了不便。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种综合性能好的导电纸,以解决上述
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中提出的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种综合性能好的导电纸,包括以下重量份的原料:原浆48-53.6份、红薯6.6-8.5份、水性聚氨酯树脂2.1-5.4份、石墨烯6-7.5份、辣椒素1.6-2.5份、丙烯酸乳液4-5.6份、异丙醇8-11.6份、竹炭纤维5-7.8份和碳纳米管2.5-4.4份。作为本发明进一步的方案:石墨烯采用双层石墨烯或者多层石墨烯。作为本发明进一步的方案:竹炭纤维的长度为0.6-1.9mm。作为本发明进一步的方案:水性聚氨酯树脂的相对分子量为3500-5800。所述综合性能好的导电纸的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将红薯洗净并且破碎至60-90目,再向其中加入其体积6-8倍的质量分数为35-66%的乙醇溶液加热回流提取4-6次,过滤并且减压回收乙醇,得到红薯提取液;步骤二,将石墨烯、辣椒素、碳纳米管和红薯提取液在球磨机中球磨均匀,得到第一混合物;步骤三,将水性聚氨酯树脂加入丙烯酸乳液中并且加热搅拌,使得水性聚氨酯树脂完全溶解在丙烯酸乳液中,在电场中处理6-12分钟,得到第二混合物;步骤四,将竹炭纤维破碎至150-180目,再加入异丙醇中并且分散均匀,得到第三混合物;步骤五,将原浆与第三混合物搅拌均匀,在纸页成型器中成型,得到原纸;步骤六,将第一混合物、第二混合物与原纸在120-166摄氏度的高压反应釜中反应3-4.5小时,然后等静压成型,再放入干燥器中,即得到成品。作为本发明进一步的方案:步骤三中电场强度为280-450v。作为本发明进一步的方案:步骤六中等静压成型的压力为4.4-6.8mpa,温度为48-60摄氏度。作为本发明进一步的方案:步骤一中回流提取采用功率为105-156w的超声波辅助。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明原料来源广泛,制备工艺简单,便于工业化生产,制备的成品在各种原料的配合作用下,在电导率、抗张指数、耐折度和耐破指数上均优于现有导电纸,可以满足人们的使用需求,应用前景广阔。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种综合性能好的导电纸,包括以下重量份的原料:原浆48份、红薯6.6份、水性聚氨酯树脂2.1份、石墨烯6份、辣椒素1.6份、丙烯酸乳液4份、异丙醇8份、竹炭纤维5份和碳纳米管2.5份。石墨烯采用双层石墨烯。竹炭纤维的长度为1.2mm。所述综合性能好的导电纸的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将红薯洗净并且破碎至70目,再向其中加入其体积7倍的质量分数为48%的乙醇溶液加热回流提取4次并且采用功率为138w的超声波辅助,过滤并且减压回收乙醇,得到红薯提取液;步骤二,将石墨烯、辣椒素、碳纳米管和红薯提取液在球磨机中球磨均匀,得到第一混合物;步骤三,将水性聚氨酯树脂加入丙烯酸乳液中并且加热搅拌,使得水性聚氨酯树脂完全溶解在丙烯酸乳液中,在电场中处理10分钟,得到第二混合物;步骤四,将竹炭纤维破碎至160目,再加入异丙醇中并且分散均匀,得到第三混合物;步骤五,将原浆与第三混合物搅拌均匀,在纸页成型器中成型,得到原纸;步骤六,将第一混合物、第二混合物与原纸在145摄氏度的高压反应釜中反应3.3小时,然后等静压成型,再放入干燥器中,即得到成品。实施例2一种综合性能好的导电纸,包括以下重量份的原料:原浆49.6份、红薯7.2份、水性聚氨酯树脂3.6份、石墨烯6.7份、辣椒素2份、丙烯酸乳液4.7份、异丙醇9.5份、竹炭纤维5.9份和碳纳米管3.5份。石墨烯采用多层石墨烯。水性聚氨酯树脂的相对分子量为3500-4400。所述综合性能好的导电纸的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将红薯洗净并且破碎至80目,再向其中加入其体积7倍的质量分数为54%的乙醇溶液加热回流提取5次,过滤并且减压回收乙醇,得到红薯提取液;步骤二,将石墨烯、辣椒素、碳纳米管和红薯提取液在球磨机中球磨均匀,得到第一混合物;步骤三,将水性聚氨酯树脂加入丙烯酸乳液中并且加热搅拌,使得水性聚氨酯树脂完全溶解在丙烯酸乳液中,在360v的电场中处理11分钟,得到第二混合物;步骤四,将竹炭纤维破碎至160目,再加入异丙醇中并且分散均匀,得到第三混合物;步骤五,将原浆与第三混合物搅拌均匀,在纸页成型器中成型,得到原纸;步骤六,将第一混合物、第二混合物与原纸在148摄氏度的高压反应釜中反应3.9小时,然后等静压成型,再放入干燥器中,即得到成品。实施例3一种综合性能好的导电纸,包括以下重量份的原料:原浆52.9份、红薯8.1份、水性聚氨酯树脂5.2份、石墨烯7.3份、辣椒素2.3份、丙烯酸乳液5.4份、异丙醇11.4份、竹炭纤维7.5份和碳纳米管4.1份。竹炭纤维的长度为1.3mm。水性聚氨酯树脂的相对分子量为3500-5600。所述综合性能好的导电纸的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将红薯洗净并且破碎至80目,再向其中加入其体积6倍的质量分数为52%的乙醇溶液加热回流提取5次,过滤并且减压回收乙醇,得到红薯提取液;步骤二,将石墨烯、辣椒素、碳纳米管和红薯提取液在球磨机中球磨均匀,得到第一混合物;步骤三,将水性聚氨酯树脂加入丙烯酸乳液中并且加热搅拌,使得水性聚氨酯树脂完全溶解在丙烯酸乳液中,在电场中处理10分钟,得到第二混合物;步骤四,将竹炭纤维破碎至150目,再加入异丙醇中并且分散均匀,得到第三混合物;步骤五,将原浆与第三混合物搅拌均匀,在纸页成型器中成型,得到原纸;步骤六,将第一混合物、第二混合物与原纸在125摄氏度的高压反应釜中反应4.2小时,然后等静压成型,等静压成型的压力为5.6mpa,温度为55摄氏度,再放入干燥器中,即得到成品。实施例4一种综合性能好的导电纸,包括以下重量份的原料:原浆53.6份、红薯8.5份、水性聚氨酯树脂5.4份、石墨烯7.5份、辣椒素2.5份、丙烯酸乳液5.6份、异丙醇11.6份、竹炭纤维7.8份和碳纳米管4.4份。石墨烯采用双层石墨烯。竹炭纤维的长度为1.5mm。水性聚氨酯树脂的相对分子量为4200-5800。所述综合性能好的导电纸的制备方法,具体步骤如下:步骤一,将红薯洗净并且破碎至90目,再向其中加入其体积7倍的质量分数为54%的乙醇溶液加热回流提取6次并且采用功率为145w的超声波辅助,过滤并且减压回收乙醇,得到红薯提取液;步骤二,将石墨烯、辣椒素、碳纳米管和红薯提取液在球磨机中球磨均匀,得到第一混合物;步骤三,将水性聚氨酯树脂加入丙烯酸乳液中并且加热搅拌,使得水性聚氨酯树脂完全溶解在丙烯酸乳液中,在420v的电场中处理11分钟,得到第二混合物;步骤四,将竹炭纤维破碎至180目,再加入异丙醇中并且分散均匀,得到第三混合物;步骤五,将原浆与第三混合物搅拌均匀,在纸页成型器中成型,得到原纸;步骤六,将第一混合物、第二混合物与原纸在158摄氏度的高压反应釜中反应3-4.5小时,然后等静压成型,等静压成型的压力为6.5mpa,温度为52摄氏度,再放入干燥器中,即得到成品。对比例1除不具有红薯和辣椒素,其余原料和制备方法均匀实施例2相同。对比例2采用现有导电纸作为对比例2。对实施例1-4的产品和对比例1-2的产品进行性能测试,测试结果见表1。表1电导率/s/m抗张指数/n*m/g耐折度/次耐破指数/kpa*m2/g实施例13.3225.72172.64实施例23.2125.64242.59实施例33.3625.87222.73实施例43.1725.39192.56对比例12.4523.31152.12对比例22.3222.64151.96从表1中可以看出实施例1-4的产品不仅在电导率上优于对比例1-2的产品,在抗张指数、耐折度和耐破指数上均优于对比例1-2的产品。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12
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