【技术领域】
本发明涉及碳纳米管的表面处理技术领域，具体是涉及一种碳纳米管的表面处理方法。
背景技术：
碳纳米管(carbonnanotube，cnt)是常见的一维碳纳米材料，具有比表面积大、长径比在500以上、电导率高等优点，在导电材料中的应用越来越广泛，有替代导电炭黑和碳纤维的趋势。
将碳纳米管加入到如聚碳酸酯(polycarbonate,pc)等基材中时，由于碳纳米管的长径比较大，容易导致基材的流动性严重降低，分散性差，需要加入较多的份数遮盖分散性的问题。因此，实现碳纳米管在聚合物材料中的均匀分散，将其性能最大化，具有很高的应用价值。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种碳纳米管的表面处理方法，可有效改善碳纳米管在基材中的分散性，减弱碳纳米管对基材流动性的影响，提高基材的导电性。
为了达到上述目的，本发明的铆合机构包括：
一种碳纳米管的表面处理方法，包括以下步骤：
s1：将碳纳米管放入单体溶液内浸泡、搅拌均匀；其中，单体溶液中的包覆单体由丙烯酸及其衍生物、甲基丙烯酸及其衍生物、马来酸酐及其衍生物、衣康酸及其衍生物、甲基丙烯酸缩水甘油酯及其衍生物中的一种或一种以上组成；
s2：在所述s1的单体溶液中加入表面活性剂及去离子水，加热并搅拌，形成悬浮液；
s3：在所述s2的悬浮液中加入引发剂并搅拌；位于碳纳米管表面的包覆单体发生聚合反应形成聚合物；
s4：将经所述s3处理后的碳纳米管进行高压过滤、清洗、干燥，从而得到表面被聚合物包覆的碳纳米管。
进一步地，所述s1中，碳纳米管与包覆单体的质量比为1：5～10；
优选的，碳纳米管与包覆单体的质量比为1：5、1：6、1：7、1：8、1：9或1：10。
进一步地，所述s1中，碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管或多壁碳纳米管；
碳纳米管的直径为0.7nm～7nm，碳纳米管的长径比大于等于500；且碳纳米管的吸油值大于等于300ml/100g、氮吸附bet比表面积大于等于250m2/g、碘吸附值大于等于400mg/g。
进一步地，所述s1中，碳纳米管在常温下浸泡在单体溶液中，且浸泡时间大于等于5min。
进一步地，所述s2中，表面活性剂为铵盐型表面活性剂、吡啶盐型表面活性剂、聚氧乙烯脂肪酸酯型、多乙烯多铵盐型中的一种或一种以上的复配；
碳纳米管与表面活性剂及去离子水的质量比为1：0.1～0.5：20～80；
优选的，碳纳米管与表面活性剂的质量比为1：0.1、1：0.2、1：0.3、1：0.4或1：0.5；碳纳米管与去离子水的质量比为1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70或1：80。
进一步地，所述s2中，悬浮液的温度范围为50℃～90℃；在该温度条件下，搅拌速度为600r/min～1000r/min，搅拌时间为1h～2h。
进一步地，所述s3中，引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二酰、过氧化二苯甲酰中的一种或多种的复配；
碳纳米管与引发剂的质量比为1：0.01～0.2；
优选的，碳纳米管与引发剂的质量比为1：0.01、1：0.02、1：0.04、1：0.06、1：0.08、1：0.1、1：0.12、1：0.14、1：0.16、1：0.18或1：0.2。
进一步地，所述s3中，聚合反应的温度范围为50℃～90℃，聚合时间为2h～5h；
优选的，聚合反应的温度为50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃；聚合时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h或5h。
进一步地，所述s4中，高压过滤处理的过滤压力为200kpa。
本发明的有益效果是：通过悬浮聚合，使聚合物单体扩散到碳纳米管内部，并使聚合物包覆在碳纳米管的表面；采用这种表面处理方法获取的碳纳米管，可有效改善碳纳米管在基体中的分散性，减弱碳纳米管对基材流动性的影响，方法简单、易操作。
【具体实施方式】
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
s1：将直径为0.7nm、长度为1μm、10质量份的单壁碳纳米管放入100质量份的甲基丙烯酸缩水甘油酯中，搅拌均匀，浸泡5min。
s2：加入3质量份的吡啶盐型表面活性剂及500质量份的去离子水，温度加热至70℃，并在该温度下以800r/min的速度搅拌1.5h，得到单壁碳纳米管悬浮液。
s3：加入1质量份的偶氮二异丁腈并搅拌，在温度为70℃的条件下反应3h，单壁碳纳米管的表面被丙烯酸聚合物包覆。
s4：将聚合反应后的单壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的单壁碳纳米管。
实施例2：
s1：将直径为1nm、长度为0.5μm、10质量份的双壁碳纳米管放入80质量份的丙烯腈及20质量份的甲基丙烯酸甲酯中，搅拌均匀，浸泡8min。
s2：加入2质量份的铵盐型表面活性剂、2质量份的吡啶盐型表面活性剂、及600质量份的去离子水，温度加热至60℃，并在该温度下以600r/min的速度搅拌2h，得到双壁碳纳米管悬浮液。
s3：加入1质量份的偶氮二异丁腈并搅拌，在温度为60℃的条件下反应5h，双壁碳纳米管的表面被聚合物包覆。
s4：将聚合反应后的双壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的双壁碳纳米管。
实施例3
s1：将直径为7nm、长度为0.35μm、10质量份的多壁碳纳米管放入60质量份的马来酸酐及20质量份的马来酸酐甲酯的混合液中，搅拌均匀，浸泡15min。
s2：加入0.3质量份吡啶盐型表面活性剂、0.4质量份聚氧乙烯脂肪酸酯型、0.3质量份多乙烯多铵盐型及200质量份的去离子水，温度加热至90℃，并在该温度下以1000r/min的速度搅拌2h，得到多壁碳纳米管悬浮液。
s3：加入1质量份的偶氮二异丁腈1并搅拌，在温度为90℃的条件下反应2h，多壁碳纳米管的表面被马来酸酐聚合物包覆。
s4：将聚合反应后的多壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的多壁碳纳米管。
实施例4
s1：将直径为7nm、长度为0.35μm、10质量份的单壁碳纳米管放入30衣康酸及20份甲基丙烯酸羟乙酯的混合液中，搅拌均匀，浸泡30min。
s2：加入3质量份的铵盐型表面活性剂、2质量份的聚氧乙烯脂肪酸酯型及800质量份的去离子水，温度加热至80℃，并在该温度下以800r/min的速度搅拌2h，得到单壁碳纳米管悬浮液。
s3：加入1质量份偶氮二异丁腈1并搅拌，在温度为80℃的条件下反应3h，单壁碳纳米管的表面被聚合物包覆。
s4：将聚合反应后的单壁碳纳米管高压过滤，使用丙酮及甲苯冲洗3次，烘干，得到包覆型的单壁碳纳米管。
从上述实施例1至4中处理后的碳纳米管中提取5质量份，将这四份碳纳米管及一份5质量份未处理的碳纳米管(对比1)分别与五份95质量份的聚碳酸酯共混形成五种复合材料，对这五种复合材料的流动指数和表面电阻值进行测试，测试结果如下表1所示.
表1五种复合材料的测试结果
从上表1的测试结果可以看出，采用本发明提供的碳纳米管的表面处理方法处理后的碳纳米管，可有效改善碳纳米管在基体中的分散性，减弱碳纳米管对材料流动性的影响，同时提高了材料的导电性。该表面处理方法步骤简单、易操作。
需要指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范围内。