一種新型複合導電紙及其製備方法與流程
2023-08-13 00:35:16
本發明涉及導電材料領域，具體涉及一種新型複合導電紙及其製備方法。
背景技術：
：隨著科學技術的發展和社會的進步，人們生產和生活需求的多樣化，紙的品種越來越多，全世界約有六七千種，其中直接由以水為介質的溼法抄造的天然植物纖維紙僅佔少數，大多數是經過加工的紙，以及部分非植物纖維抄造的紙。一般的，紙的加工分為三個層次：加工紙、特種紙和功能紙，它們之間互相包容、互相聯繫。其中，功能紙主要強調了紙的功能性，目前已研製出的大約有20種，導電紙就是其中一種。它是一種具有導電特性的功能紙，可以通過電子傳導和電暈放電而消除靜電，當導電層達到一定厚度或導電成分達到一定比例後，就可以作為電磁屏蔽材料使用。導電紙具有導電、導熱、電磁屏蔽、吸收電磁波等功能，可以廣泛的應用於各類儀表的防靜電包裝，航空、航天、精密電子行業的電磁輻射屏蔽罩，以及微博衰減、執行器、傳感器和耐加熱器等。技術實現要素：要解決的技術問題：本發明的目的是提供一種新型複合導電紙，滲流閾值低，導電性能佳，同時具有很好的電磁屏蔽性能。技術方案：一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.5-1份、聚吡咯1-2份、松木漿10-30份、慈竹漿5-10份、桉木漿20-40份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺1-3份、苄基澱粉醚0.2-0.5份、羥乙基纖維素1-3份、阿拉伯膠0.5-1份、二硫赤蘚糖醇1-3份、濃硝酸5-10份、濃硫酸20-30份、乳化矽油1-2份、無水乙醇4-10份、去離子水60-100份。進一步優選的，所述的一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.6-0.9份、聚吡咯1.2-1.8份、松木漿15-25份、慈竹漿6-9份、桉木漿25-35份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺1.5-2.5份、苄基澱粉醚0.3-0.4份、羥乙基纖維素1.5-2.5份、阿拉伯膠0.6-0.9份、二硫赤蘚糖醇1.5-2.5份、濃硝酸6-9份、濃硫酸22-28份、乳化矽油1.2-1.7份、無水乙醇5-9份、去離子水70-90份。上述新型複合導電紙的製備方法包括以下步驟：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩20-30分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度70-80℃下進行攪拌3-5小時；第三步：加入40-60份去離子水後靜置7-8小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和剩餘去離子水混合，在4000-4500r/min的轉速下剪切2.5-3小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2-2.5小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨2-3小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度100-110℃下烘乾即得。進一步優選的，第一步中振蕩時間為25分鐘。進一步優選的，第二步中溫度為75℃，攪拌時間為3.5-4.5小時。進一步優選的，第五步中轉速為4100-4400r/min，剪切時間為2.75小時。進一步優選的，第六步中剪切時間為2.25小時。有益效果：本發明的新型複合導電紙的滲流閾值最小僅為16.11%，易形成導電通路，提高了滲流網絡數量，其電導率最高可達313.4S/m，導電性能佳，同時其屏蔽效能可達41dB，具有很好的電磁屏蔽性能。具體實施方式實施例1一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.5份、聚吡咯1份、松木漿10份、慈竹漿5份、桉木漿20份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺1份、苄基澱粉醚0.2份、羥乙基纖維素1份、阿拉伯膠0.5份、二硫赤蘚糖醇1份、濃硝酸5份、濃硫酸20份、乳化矽油1份、無水乙醇4份、去離子水60份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩20-30分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度70℃下進行攪拌3小時；第三步：加入40份去離子水後靜置7小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和剩餘去離子水混合，在4000r/min的轉速下剪切2.5小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨2小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度100℃下烘乾即得。實施例2一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.6份、聚吡咯1.2份、松木漿15份、慈竹漿6份、桉木漿25份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺1.5份、苄基澱粉醚0.3份、羥乙基纖維素1.5份、阿拉伯膠0.6份、二硫赤蘚糖醇1.5份、濃硝酸6份、濃硫酸22份、乳化矽油1.2份、無水乙醇5份、去離子水70份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩25分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度75℃下進行攪拌3.5小時；第三步：加入45份去離子水後靜置7.5小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4100r/min的轉速下剪切2.75小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.25小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨2.5小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度105℃下烘乾即得。實施例3一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.75份、聚吡咯1.5份、松木漿20份、慈竹漿7.5份、桉木漿30份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺2份、苄基澱粉醚0.35份、羥乙基纖維素2份、阿拉伯膠0.75份、二硫赤蘚糖醇2份、濃硝酸7.5份、濃硫酸25份、乳化矽油1.5份、無水乙醇7份、去離子水80份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩25分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度75℃下進行攪拌4小時；第三步：加入50份去離子水後靜置7.5小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4250r/min的轉速下剪切2.75小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.25小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨2.5小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度105℃下烘乾即得。實施例4一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管0.9份、聚吡咯1.8份、松木漿25份、慈竹漿9份、桉木漿35份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺2.5份、苄基澱粉醚0.4份、羥乙基纖維素2.5份、阿拉伯膠0.9份、二硫赤蘚糖醇2.5份、濃硝酸9份、濃硫酸28份、乳化矽油1.7份、無水乙醇9份、去離子水90份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩25分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度75℃下進行攪拌4.5小時；第三步：加入55份去離子水後靜置7.8小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4400r/min的轉速下剪切2.75小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.25小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨2.5小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度105℃下烘乾即得。實施例5一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管1份、聚吡咯2份、松木漿30份、慈竹漿10份、桉木漿40份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺3份、苄基澱粉醚0.5份、羥乙基纖維素3份、阿拉伯膠1份、二硫赤蘚糖醇3份、濃硝酸10份、濃硫酸30份、乳化矽油2份、無水乙醇10份、去離子水100份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩30分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度80℃下進行攪拌5小時；第三步：加入60份去離子水後靜置8小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4500r/min的轉速下剪切3小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.5小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨3小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度110℃下烘乾即得。對比例1本實施例與實施例5的區別在於不含有松木漿和慈竹漿。具體地說是：一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管1份、聚吡咯2份、桉木漿80份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺3份、苄基澱粉醚0.5份、羥乙基纖維素3份、阿拉伯膠1份、二硫赤蘚糖醇3份、濃硝酸10份、濃硫酸30份、乳化矽油2份、無水乙醇10份、去離子水100份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩30分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度80℃下進行攪拌5小時；第三步：加入60份去離子水後靜置8小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、羥乙基纖維素、阿拉伯膠、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4500r/min的轉速下剪切3小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.5小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨3小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度110℃下烘乾即得。對比例2本實施例與實施例5的區別在於不含有羥乙基纖維素和阿拉伯膠。具體地說是：一種新型複合導電紙，由以下成分以重量份製備而成：多壁碳納米管1份、聚吡咯2份、松木漿30份、慈竹漿10份、桉木漿40份、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺3份、苄基澱粉醚0.5份、二硫赤蘚糖醇3份、濃硝酸10份、濃硫酸30份、乳化矽油2份、無水乙醇10份、去離子水100份。上述新型複合導電紙的製備方法為：第一步：將多壁碳納米管、濃硝酸和濃硫酸混合，放入超聲振蕩器中超聲振蕩30分鐘；第二步：用磁力攪拌機在溫度80℃下進行攪拌5小時；第三步：加入60份去離子水後靜置8小時；第四步：過濾，用蒸餾水洗至中性，放入乾燥箱中烘乾得處理過的碳納米管；第五步：將聚吡咯、松木漿、慈竹漿、桉木漿、椰子油脂肪酸單乙醇醯胺、苄基澱粉醚、二硫赤蘚糖醇和去離子水混合，在4500r/min的轉速下剪切3小時；第六步：加入處理過的碳納米管、乳化矽油和無水乙醇，剪切2.5小時；第七步：放入球磨機中在轉速200r/min下球磨3小時；第八步：過濾，去除雜質，在抄造器上製備紙樣，在溫度110℃下烘乾即得。本發明材料的實施例和對比例的部分性能指標見下表，我們可以看到，本發明材料的滲流閾值最小僅為16.11%，易形成導電通路，提高了滲流網絡數量，其電導率最高可達313.4S/m，導電性能佳，同時其屏蔽效能可達41dB，具有很好的電磁屏蔽性能。表1新型複合導電紙的部分性能指標產品名稱滲流閾值（%）電導率（S/m）屏蔽效能（dB）實施例116.21312.438實施例216.17312.739實施例316.14312.940實施例416.11313.441實施例516.13313.140對比例116.11301.233對比例217.37312.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