[发明专利]石墨烯/碳纳米管复合物、导电功能高分子、制备方法

说明书

本发明公开了石墨烯/碳纳米管复合物、导电功能高分子、制备方法。该方法包括：将石墨烯和碳纳米管混合，获得第一复合粉体；将第一复合粉体与第一粘结助剂混合并搅拌，获得第二复合粉体；将第二复合粉体与溶剂、第二粘结助剂混合并分散，获得分散液；对分散液进行离心处理，获得石墨烯/碳纳米管黏糊状物；对石墨烯/碳纳米管黏糊状物进行压力过筛处理，获得石墨烯/碳纳米管复合物初品；对石墨烯/碳纳米管复合物初品进行加压造粒，获得石墨烯/碳纳米管复合物。由该方法获得的石墨烯/碳纳米管复合物具有较大的表观密度，使得高分子材料具有良好且均一的导电性以及力学性能，且可同时降低安全隐患、改善加工成型环境、控制运输成本。

技术领域

本发明涉及碳纳米材料技术领域，具体地，涉及石墨烯/碳纳米管复合物及其制备方法，以及基于石墨烯/碳纳米管复合物的导电功能高分子及其制备方法。

背景技术

石墨烯(graphene)属于二维纳米材料，是一种碳原子以sp²杂化而成的蜂窝结构单原子层碳材料，而碳纳米管(carbon nanotube)属于一维纳米材料。石墨烯和碳纳米管都具有优异的力学性能、电学性能、热学性能和光学性能。石墨烯/碳纳米管复合材料制品在抗静电、显示器、电磁屏蔽和电池等领域都具有良好的发展前景，目前为了赋予高分子更为优异、均匀的导电性能以及力学性能，通常采用石墨烯、碳纳米管作为复合型导电填料。

然而，目前以石墨烯、碳纳米管作导电填料的导电功能高分子仍有待改进，例如如何更好的保证在高浓度填充下碳纳米复合材料的加工性、均一性与稳定性，如何做好碳纳米复合材料导电性与力学性能及材料成本之间的平衡等等。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前以石墨烯、碳纳米管作导电填料的导电功能高分子仍存在质量较差的问题。发明人发现，这主要是由于石墨烯和碳纳米管均以粉体状态存在，且石墨烯的片层厚度和碳纳米管的管径长度都达到纳米级别，使得石墨烯粉体或碳纳米管粉体的表观密度极小。具体的，导电填料(如石墨烯粉体、碳纳米管粉体)的表观密度较小，使得其与高分子颗粒的表观密度相差较大，在生产加工时很难实现导电填料和高分子颗粒的均匀下料，导致石墨烯、碳纳米管在高分子中分散不均匀的问题，严重影响产品质量，且目前导电功能高分子中的导电填料通常为一种(如以石墨烯作导电填料构成的导电功能高分子，或者以碳纳米管作导电填料构成的导电功能高分子)，较为单一，也不利于导电功能高分子质量、性能的提高。此外，由于石墨烯粉体、碳纳米管粉体本身质轻的特点，很容易引起石墨烯粉体、碳纳米管粉体飞扬，散布在空气中难以飘落，导致生产加工环境存在很大的安全隐患，如生产设备容易出现故障，粉体飞尘容易被工作人员吸入，损害健康，同时粉体密度较小导致其堆积体积较大，给运输装卸带来很大的不便。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。