一种高导电硅酮凝胶及其制备方法与流程

本发明涉及硅酮凝胶，具体涉及一种高导电硅酮凝胶及其制备方法。

背景技术：

1、目前基于导电水凝胶的在电子皮肤，生物传感器，超级电容，柔性智能穿戴等诸多领域有广阔的应用前景，导电水凝胶通过亲水三维骨架支撑材料形成大量水的连贯域，掺杂导电离子为技术路径。具备导电特性，实现形变的同时电阻等电信号的线性输出。但水凝胶力学强度和动态耐疲劳等性能存在不足，受环境的温湿度的变化：常温蒸发，高温沸腾，低温结晶，严重限制了使用温度范围和持久性。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种高导电硅酮凝胶及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决技术问题采用如下技术方案：

3、本发明提供了一种高导电硅酮凝胶，包括a组分和b组分；所述a组分和b组分的重量比为：（8-11）:2；

4、其中，a组分包括以下原料：白炭黑、纳米二氧化硅调节膨润土剂、硅酮凝胶以及硅烷偶联剂kh570、丙酮溶剂；

5、所述的b组分为引发剂；

6、其中白炭黑、纳米二氧化硅调节膨润土剂、硅酮凝胶以及硅烷偶联剂kh570、丙酮溶剂的物质质量比为（2-4）：（1-3）：（9-11）：2：（5-8）；所述硅酮凝胶采用现有文献cn109908076a中的一种硅酮凝胶制成；引发剂为偶氮二异丁腈。

7、优选地，所述白炭黑还经过改性处理，具体的改性方法为：

8、将1-3份硫酸镧溶液加入到4-7份十二烷基苯磺酸钠溶液中，随后再加入2-4份羟基乙酸、1-2份柠檬酸钠，搅拌充分，得到改性液；

9、白炭黑先于足量的盐酸溶液中超声震荡处理，震荡功率为350-400w，震荡时间为10-20min，震荡结束，水洗、干燥，再于热改进处理，处理结束，然后于白炭黑总量3-5倍的改性液搅拌改性处理，搅拌结束，水洗、干燥，即可。

10、优选地，所述盐酸溶液的质量分数为5%；搅拌改性的转速为450-550r/min，搅拌时间为1-2h，搅拌温度为50-55℃。

11、优选地，所述硫酸镧溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。

12、优选地，所述热改进处理的具体操作步骤为：先以1-3℃/min的速率升温至210-220℃，保温5-10min，随后再以2-4℃/min的速率升温至350-400℃，保温10-15min，最后再空冷至室温。

13、优选地，所述纳米二氧化硅调节膨润土剂的制备方法为：

14、将3-5份纳米二氧化硅加入到6-10份壳聚糖溶液中，然后再加入1-2份尿素、2-5份硝酸钇溶液，搅拌充分，得到纳米二氧化硅剂；

15、将膨润土先于膨润土总量3-5倍的质量分数5%的高锰酸钾溶液中搅拌混匀，然后水洗、干燥，再将膨润土、纳米二氧化硅剂按照重量比5:3球磨改进处理，球磨结束，水洗、干燥，得到纳米二氧化硅调节膨润土剂。

16、优选地，所述壳聚糖溶液的质量分数为4-8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

17、优选地，所述球磨改进处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。

18、本发明还提供了一种高导电硅酮凝胶的制备方法，包括以下步骤：将白炭黑、纳米二氧化硅调节膨润土剂、硅酮凝胶以及硅烷偶联剂kh570、丙酮溶剂混匀充分，再与引发剂混合充分，得到高导电硅酮凝胶。

19、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

20、本发明白炭黑和硅酮材质的相容性极好，常作为补强和填充剂使用。白炭黑为多孔纳米结构，表面存在大量的羟基，羟基为极性活性，和离子液体有很好的相容性能；故利用白炭黑表面大量的羟基作为导电离子的化学接枝点，接枝合理的离子，实现硅酮凝胶体系中较高浓度稳定存在均匀分布的导电离子；整个体系无任何常温易挥发物，使用温度范围大幅拓宽-40℃到180℃。

21、与生物的亲和性好，皮肤贴合性好，无毒无害；动态疲劳性能优异，力学性能可通过官能团和分子量及配比的手段选择去灵活调整；耐热氧，紫外线等老化性能优异，可以支撑长时间苛刻环境的正常使用；体系为离子导电，整体导电均一，形变量和电信号的变化关系清晰，线性，重复性高；具备自愈合的特性，自愈合后力学性能无明显损失，不影响形变量和电信号的变化关系，本发明还通过对白炭黑进行改性处理，再配合纳米二氧化硅调节膨润土剂，产品的力学性能和动态疲劳性能进一步的协调改进。

技术特征：

1.一种高导电硅酮凝胶，其特征在于，包括a组分和b组分；所述a组分和b组分的重量比为：（8-11）:2；

2.根据权利要求1所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述硅酮凝胶采用现有文献cn109908076a中的一种硅酮凝胶制成；引发剂为偶氮二异丁腈。

3.根据权利要求1所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述白炭黑还经过改性处理，具体的改性方法为：

4.根据权利要求3所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述盐酸溶液的质量分数为5%；搅拌改性的转速为450-550r/min，搅拌时间为1-2h，搅拌温度为50-55℃。

5.根据权利要求3所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述硫酸镧溶液的质量分数为2-5%；所述十二烷基苯磺酸钠溶液的质量分数为10-15%。

6.根据权利要求3所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述热改进处理的具体操作步骤为：先以1-3℃/min的速率升温至210-220℃，保温5-10min，随后再以2-4℃/min的速率升温至350-400℃，保温10-15min，最后再空冷至室温。

7.根据权利要求1所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述纳米二氧化硅调节膨润土剂的制备方法为：

8.根据权利要求7所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述壳聚糖溶液的质量分数为4-8%；所述硝酸钇溶液的质量分数为2-5%。

9.根据权利要求7所述高导电硅酮凝胶，其特征在于，所述球磨改进处理的球磨转速为1000-1500r/min，球磨1-2h。

10.一种如权利要求1-9任一项所述高导电硅酮凝胶的制备方法，包括以下步骤：将白炭黑、纳米二氧化硅调节膨润土剂、硅酮凝胶以及硅烷偶联剂kh570、丙酮溶剂混匀充分，再与引发剂混合充分，得到高导电硅酮凝胶。

技术总结本发明公开了一种高导电硅酮凝胶，包括A组分和B组分；所述A组分和B组分的重量比为：（8‑11）:2；其中，A组分包括以下原料：白炭黑、纳米二氧化硅调节膨润土剂、硅酮凝胶以及硅烷偶联剂KH570、丙酮溶剂。白炭黑为多孔纳米结构，表面存在大量的羟基，羟基为极性活性，和离子液体有很好的相容性能；故利用白炭黑表面大量的羟基作为导电离子的化学接枝点，接枝合理的离子，实现硅酮凝胶体系中较高浓度稳定存在均匀分布的导电离子。技术研发人员：蒋伟伟,林路,丘素秋受保护的技术使用者：广州市奈森化工有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18