本发明涉及导电复合材料领域，具体涉及一种低热导率碳纳米管复合材料及其制备方法。
背景技术：
：随着经济的快速发展，伴随而来的是能源的短缺和环境的恶化，而可持续发展与环境保护的意识也渐渐深入人心，为了满足人们对能源日益增长的需求，太阳能、风能、核能等可再生能源都越来越受到人们的重视，各种新型节能材料也在不断研究开发中，其中，由热电材料制备的热电器件可以实现由热能直接转换为电能的过程，提高能源的利用率，清洁环保，目前已得到了广泛的关注。热电材料是一种可以实现热能和电能直接转换的半导体功能材料，而要提高材料的热电转换效率，则应选用同时具有较大功率因子和尽可能低热导率的材料。此类材料虽然种类繁多，但目前应用较为广泛的是一些无机合金材料，这些合金材料虽然转换效率较高，但资源有限，加工困难，且常常含有对人体有害的重金属，因此阻碍了其产业化发展。因此，研究开发资源丰富、制备简单、价格低廉且安全环保的低热导率材料具有重要的意义。技术实现要素：要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种低热导率碳纳米管复合材料，导电性能佳，热稳定性好，同时热导率非常低。技术方案：一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.3-0.7份、二氧化硅气凝胶0.2-0.5份、聚丙烯酰胺2-5份、苯胺30-50份、硅酸铝0.2-0.4份、聚二甲基硅氧烷1-2份、十六烷基三甲基溴化铵5-8份、壬基酚聚氧乙烯醚5-8份、过硫酸铵5-10份、氢氧化钠2-4份、多聚磷酸铵0.2-0.5份、硼酸锌0.1-0.3份、盐酸200-300份、乙醇50-80份、蒸馏水35-50份。进一步优选的，所述的一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.4-0.6份、二氧化硅气凝胶0.3-0.4份、聚丙烯酰胺3-4份、苯胺35-45份、硅酸铝0.25-0.35份、聚二甲基硅氧烷1.2-1.6份、十六烷基三甲基溴化铵6-7份、壬基酚聚氧乙烯醚6-7份、过硫酸铵6-9份、氢氧化钠2.5-3.5份、多聚磷酸铵0.3-0.4份、硼酸锌0.15-0.25份、盐酸220-280份、乙醇60-70份、蒸馏水40-45份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法包括以下步骤：第一步：将氢氧化钠和10-20份蒸馏水混合搅拌2-5分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌2-5分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌20-30分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌2-5分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应4-5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在50-55℃下干燥24-26小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声1-2分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声2-5分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声3-6分钟，室温下静置12-13小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应12-13小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度50-60℃下干燥即得。进一步优选的，第二步中第一次搅拌时间为25分钟，第二次搅拌时间为3-4分钟，超声反应时间为4.5小时。进一步优选的，第三步中温度为51-54℃，干燥时间为24.5-25.5小时。进一步优选的，第五步中超声时间为4-5分钟，静置时间为12.5小时。有益效果：本发明的低热导率碳纳米管复合材料在60℃下电导率最高为2712S/m，导电性能佳，在400℃下热失重率仅为27%，热稳定性好，同时其在150℃附近热导率仅为0.31W/mK，热导率非常低。具体实施方式实施例1一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.3份、二氧化硅气凝胶0.2份、聚丙烯酰胺2份、苯胺30份、硅酸铝0.2份、聚二甲基硅氧烷1份、十六烷基三甲基溴化铵5份、壬基酚聚氧乙烯醚5份、过硫酸铵5份、氢氧化钠2份、多聚磷酸铵0.2份、硼酸锌0.1份、盐酸200份、乙醇50份、蒸馏水35份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和10份蒸馏水混合搅拌2分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌2分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌20分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌2分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应4小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在50℃下干燥24小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声1分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声2分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声3分钟，室温下静置12小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应12小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度50℃下干燥即得。实施例2一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.4份、二氧化硅气凝胶0.3份、聚丙烯酰胺3份、苯胺35份、硅酸铝0.25份、聚二甲基硅氧烷1.2份、十六烷基三甲基溴化铵6份、壬基酚聚氧乙烯醚6份、过硫酸铵6份、氢氧化钠2.5份、多聚磷酸铵0.3份、硼酸锌0.15份、盐酸220份、乙醇60份、蒸馏水40份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和15份蒸馏水混合搅拌3分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌3分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌25分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌3分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应4.5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在51℃下干燥24.5小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声1.5分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声3分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声4分钟，室温下静置12.5小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应12.5小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥即得。实施例3一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.5份、二氧化硅气凝胶0.35份、聚丙烯酰胺3.5份、苯胺40份、硅酸铝0.3份、聚二甲基硅氧烷1.5份、十六烷基三甲基溴化铵6.5份、壬基酚聚氧乙烯醚6.5份、过硫酸铵7.5份、氢氧化钠3份、多聚磷酸铵0.35份、硼酸锌0.2份、盐酸250份、乙醇65份、蒸馏水42.5份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和15份蒸馏水混合搅拌4分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌4分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌25分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌4分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应4.5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在52℃下干燥25小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声1.5分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声3.5分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声4.5分钟，室温下静置12.5小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应12.5小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥即得。实施例4一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.6份、二氧化硅气凝胶0.4份、聚丙烯酰胺4份、苯胺45份、硅酸铝0.35份、聚二甲基硅氧烷1.6份、十六烷基三甲基溴化铵7份、壬基酚聚氧乙烯醚7份、过硫酸铵9份、氢氧化钠3.5份、多聚磷酸铵0.4份、硼酸锌0.25份、盐酸220-280份、乙醇70份、蒸馏水45份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和15份蒸馏水混合搅拌4分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌4分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌25分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌4分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应4.5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在54℃下干燥25.5小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声1.5分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声4分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声5分钟，室温下静置12.5小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应12.5小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度55℃下干燥即得。实施例5一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.7份、二氧化硅气凝胶0.5份、聚丙烯酰胺5份、苯胺50份、硅酸铝0.4份、聚二甲基硅氧烷2份、十六烷基三甲基溴化铵8份、壬基酚聚氧乙烯醚8份、过硫酸铵10份、氢氧化钠4份、多聚磷酸铵0.5份、硼酸锌0.3份、盐酸300份、乙醇80份、蒸馏水50份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和20份蒸馏水混合搅拌5分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌5分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌30分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌5分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在55℃下干燥26小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声2分钟，加入改性碳纳米管、二氧化硅气凝胶、聚丙烯酰胺和硅酸铝超声5分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声6分钟，室温下静置13小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应13小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥即得。对比例1本实施例与实施例5的区别在于不含有二氧化硅气凝胶和硅酸铝。具体地说是：一种低热导率碳纳米管复合材料，由以下成分以重量份制备而成：多壁碳纳米管0.7份、聚丙烯酰胺5份、苯胺50份、聚二甲基硅氧烷2份、十六烷基三甲基溴化铵8份、壬基酚聚氧乙烯醚8份、过硫酸铵10份、氢氧化钠4份、多聚磷酸铵0.5份、硼酸锌0.3份、盐酸300份、乙醇80份、蒸馏水50份。上述低热导率碳纳米管复合材料的制备方法为：第一步：将氢氧化钠和20份蒸馏水混合搅拌5分钟得氢氧化钠溶液，将过硫酸铵和剩余蒸馏水混合搅拌5分钟得过硫酸铵溶液；第二步：将十六烷基三甲基溴化铵、壬基酚聚氧乙烯醚和乙醇混合搅拌30分钟，加入氢氧化钠溶液，搅拌5分钟，加入多壁碳纳米管，进行超声反应5小时；第三步：过滤，用丙酮清洗，放入真空干燥箱中在55℃下干燥26小时得改性碳纳米管；第四步：将苯胺和盐酸混合，超声2分钟，加入改性碳纳米管和聚丙烯酰胺超声5分钟；第五步：加入聚二甲基硅氧烷、多聚磷酸铵和硼酸锌，继续超声6分钟，室温下静置13小时；第六步：滴加过硫酸铵溶液，用磁力搅拌机搅拌反应13小时，过滤，水洗后放入真空干燥箱中在温度60℃下干燥即得。本发明材料的实施例和对比例的部分性能指标见下表，我们可以看到，本发明材料在60℃下电导率最高为2712S/m，导电性能佳，在400℃下热失重率仅为27%，热稳定性好，同时其在150℃附近热导率仅为0.31W/mK，热导率非常低。表1低热导率碳纳米管复合材料的部分性能指标产品名称电导率（S/m）400℃热失重率（%）热导率（W/mK）实施例12688280.33实施例22694280.32实施例32699280.32实施例42712270.31实施例52706280.32对比例12431290.35注：电导率的测定温度为60℃；热导率的测定为在150℃附近。当前第1页1 2 3