一种炭黑硅胶复合导电材料及其制备方法与流程

本发明涉及材料
技术领域：
，具体涉及一种炭黑硅胶复合导电材料及其制备方法。
背景技术：
：时代在变化，科技在不断发展，人们的生活也随之越来越好，对于生活质量的要求越来越高，不再局限于“吃得饱”、“穿得暖”，而是要求产品能够提供更多的附加功能。智能技术应运而生，从生活的各个方面颠覆了传统生产生活方式，为人们开辟了新的视野，更多得满足人们各方面的需求。电子信息技术与人体时刻穿着的服装相结合，不仅能赋予服装除温暖和美观之外更多的功能，还能以前所未有的方式改变信息系统的原有面貌，为我们的生活服务。智能纺织品应运而生，所谓智能纺织品，即是一种保持纺织品原有特性并具有传感、信息处理和自我判别功能的新型纺织材料。近年来各类学科技术如：电子信息技术、纳米技术等技术的发展，促进和带动了智能纤维也得到了有效的发展。智能纺织品涵盖很多类别，主要包括：智能温度调节、形状记忆、智能变色以及力学感知与回馈等类别。目前，形状记忆和智能变色领域的研究已经基本成熟。但智能控温和力学感知与回馈领域尚处于研究阶段。基于电智能纺织品的研究上的传感器研究应用，主要由柔性材料制成，如导电聚合物、导电纤维或导电织物。它们可以监测信号的变化，如应变、压力、位移、温度、酸碱等，并及时作出反应，可以在医疗健康监测、通信、运动、航天航空等领域中运用广泛。人们对于智能服装的舒适性和功能性方面的要求越来越高，要求智能服装集重量轻、耐洗耐磨、透气多种功能于一身。这些新的要求也就意味着生理监测传感器不仅仅只是服务于特定的环境和人群。虽然智能纺织材料的研究已经相当深入，并取得了许多成果，但在发展过程中仍存在着许多问题和挑战。由于专业的实验设备和检测设备的缺乏，智能纺织材料的研究受到了局限，现有的实验仪器设备限制了智能纺织材料的试验和研究，对于智能纺织材料品质的柔软性和回弹性的和谐统一问题又成为一大难题。由于需要模拟人体皮肤，所以要求智能纺织材料具备很高的柔性和弹性。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的是提供一种炭黑硅胶复合导电材料及其制备方法，将该导电材料应用于制备智能纺织材料，可满足上述要求。本发明采取的具体技术方案是：一种炭黑硅胶复合导电材料，由以下质量份原料制成：炭黑1-1.5份、硅橡胶20份、溶剂30份。为了更好的实现本发明，所述炭黑的粒径为34nm。为了更好的实现本发明，所述炭黑为超导炭黑ec-600jd。为了更好的实现本发明，所述硅橡胶为硅gd401橡胶。为了更好的实现本发明，所述溶剂为正己烷。上述炭黑硅胶复合导电材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将炭黑加入到容器中，再通过配比加入溶剂，用玻璃棒机械搅拌5min，得到炭黑溶剂悬浊液；(2)将炭黑溶剂悬浊液放入超声分散机中，超声分散15min，使炭黑和溶剂均匀分散，得炭黑溶剂混合液；(3)将炭黑溶剂混合液倒入容器中，再通过配比加入硅橡胶，用玻璃棒机械搅拌5min，再放入超声分散机中，超声分散15min，得炭黑/硅橡胶混合溶液；(4)将炭黑硅胶混合溶液真空干燥箱30min，使得混合溶液当中的剩余助剂的挥发，得到未完全固化的炭黑/硅橡胶共混黏液，即炭黑硅胶复合导电材料。为了更好的实现本发明，所述步骤(1)中玻璃棒机械搅拌速率为60转/min。为了更好的实现本发明，步骤(2)所述超声分散机所采用频率为50hz。为了更好的实现本发明，所述步骤(3)中玻璃棒机械搅拌速率为60转/min。为了更好的实现本发明，步骤(3)所述超声分散机所采用频率为50hz。本发明的有益效果是：本发明通过调整炭黑、硅橡胶以及溶剂之间的配比用量，并选择合适工艺条件和制备方法，制得的炭黑硅胶复合导电材料兼备良好导电性和柔软性。将该导电材料用于制备需要模拟人体皮肤的智能纺织材料时，解决了智能纺织材料品质的柔软性和回弹性的和谐统一问题。附图说明图1为炭黑硅胶复合导电材料制作流程示意图；图2为采用实施例1所制备的炭黑硅胶复合导电材料制作的涂层示意图；图3为采用对照例3所制备的炭黑硅胶复合导电材料制作的涂层示意图；图4为采用对照例4所制备的炭黑硅胶复合导电材料制作的涂层示意图。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。实施例1如图1所示，为炭黑/硅橡胶复合导电材料的制作工艺流程，炭黑作为导电相，正己烷作为溶剂，硅gd401橡胶作为基体材料。先将炭黑加入到容器当中，再通过配比加入正己烷，用玻璃棒机械搅拌5min，搅拌速率为60转/min，使其成为悬浊液，超声分散15min，频率为50hz，使炭黑和正己烷试剂均匀分散。最后加入gd401硅橡胶，机械搅拌5min，搅拌速率为60转/min，再次进行超声分散15min，频率为50hz。然后将已经形成的粘稠的混合溶液置于真空干燥箱30min，使得混合溶液当中的剩余助剂的挥发，最终得到未完全固化的炭黑/硅橡胶共混黏液，即炭黑/硅橡胶复合导电材料。其中炭黑、硅橡胶、正己烷的质量比为1:20:30；炭黑为超导炭黑ec-600jd，它的径粒大小为34nm。对照例1与实施例1的区别在于，炭黑、硅橡胶、正己烷的质量比为1:60:90。对照例2与实施例1的区别在于，炭黑、硅橡胶、正己烷的质量比为1:30:45。对照例3与实施例1的区别在于，炭黑、硅橡胶、正己烷的质量比为2:30:45。对照例4与实施例1的区别在于，炭黑、硅橡胶、正己烷的质量比为1:12:18。电阻值的测定：将实施例1和对照例1-4制备的炭黑/硅橡胶复合导电材料分别做成涂层，用多功能四探针测试仪测量其电阻，测量结果如表1所示：表1组别实施例1对照例1对照例2对照例3对照例4电阻值0.9kω9.8kω8.0kω0.47kω0.23kω由表1数据可知，对照例1和2的超导炭黑的添加量较少，其电阻值过高，对照例3和4的测量而出的电阻值较实施例1小，但由于超导炭黑的填充质量分数较高，其导电织物容易开裂，测量出来的电阻值较不稳定。图2-4为实施例1、对照例3、对照例4的导电织物实物图，可见，实施例1的炭黑填充质量比例适中，测试电阻值稳定，导电织物较为平整且不开裂。不同涂层层数电阻值的测定：采用直接刮涂法将实施例1制备的导电材料直接涂覆于织物表面，在炭黑硅胶悬浊液还未完全硫化的时候，用刮板一次刮过，显露出织物纤维的纹路。静置24小时，待炭黑硅胶悬浊液完全硫化。在炭黑硅胶悬浊液完全硫化的状态下，通过改变涂层的层数，测量其电阻值。测量得出的电阻值如表2：表2层数12345电阻值120kω70kω1.5kω1.7kω2kω通过以上对比数据可知，导电层受涂层的层数变化的影响较大。随着涂层层数的增加，电阻值达到一个最低值后，涂层层数再增加，其导电层的电阻值变化并不大。可知，通过实施例1方法制得的炭黑硅胶导电复合材料，其导电材料在基地材料的附着度较好，且其导电材料的导电均匀性也较高。尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。当前第1页12