1.本发明涉及碳纳米管技术领域，具体涉及一种高分散水性碳纳米管复合浆料。
背景技术：
2.碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2-20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性.
3.现有的碳纳米管浆料分散性能差，采用的碳纳米管较为现有，与有机树脂之间界面性能差，原料之间配合效果不是很好，影响产品的使用效果，基于此，本发明提供一种高分散水性碳纳米管复合浆料。
技术实现要素：
4.本发明的目的在于提供一种高分散水性碳纳米管复合浆料，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
7.改性碳纳米管10-20份、环氧树脂20-25份、丙烯酸乳液5-10份、氮化硅晶须添加剂1-5份、玻璃纤维1-4份、分散剂1-5份、乙醇45-55份。
8.优选地，所述高分散水性碳纳米管复合浆料包括以下重量份原料：
9.改性碳纳米管15份、环氧树脂22.5份、丙烯酸乳液7.5份、氮化硅晶须添加剂3.5份、玻璃纤维2.5份、分散剂3份、乙醇50份。
10.优选地，所述改性碳纳米管的改性方法为：
11.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1∶5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为200-300r/min，搅拌时间为20-30min，搅拌充分，得到反应剂；
12.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数10-30％的海藻酸钠中，反应温度为40-50℃，反应时间为10-20min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
13.s3：活性纳米二氧化钛加入到1-3倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量5-10％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
14.优选地，所述盐酸溶液的质量分数为2-5％。
15.优选地，所述s3中搅拌处理温度为75-80℃，搅拌20-30min，搅拌转速为100-400r/min。
16.优选地，所述氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至45-55目，然
后加入到2-3倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量1-5％的纳米二氧化硅，搅拌分散处理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
17.优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、亚油酸酰胺、硬脂酸、磺酸盐甲醛缩合物、甲基纤维素、烷基溴化铵中的一种或多种组合物。
18.优选地，所述纳米二氧化硅的粒径为5-10nm。
19.优选地，所述分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
20.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
21.本发明复合浆料采用改性碳纳米管与环氧树脂等有机原料配合，通过将碳纳米管经过改性后，提高产品原料在有机料中的分散度，碳纳米管改性中采用十六烷基磺酸钠进行活性改性，然后通过将纳米二氧化钛在海藻酸钠中分散，起到激发碳纳米管效果，进而高附着分散的碳纳米管在乙醇组合的水性浆料中，促使浆料形成高分散状态，而氮化硅晶须具有晶须结构，能够进一步的促进原料分散，同时经过改性后，活性度增强，表面力提高，加入的氮化硅晶须添加剂经过处理后，配合碳纳米管进一步的增强产品的分散性，提高产品原料在有机界面的相容度，组合的浆料具有高分散性能。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本实施例的一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
24.改性碳纳米管10-20份、环氧树脂20-25份、丙烯酸乳液5-10份、氮化硅晶须添加剂1-5份、玻璃纤维1-4份、分散剂1-5份、乙醇45-55份。
25.本实施例的高分散水性碳纳米管复合浆料包括以下重量份原料：
26.改性碳纳米管15份、环氧树脂22.5份、丙烯酸乳液7.5份、氮化硅晶须添加剂3.5份、玻璃纤维2.5份、分散剂3份、乙醇50份。
27.本实施例的改性碳纳米管的改性方法为：
28.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1：5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为200-300r/min，搅拌时间为20-30min，搅拌充分，得到反应剂；
29.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数10-30％的海藻酸钠中，反应温度为40-50℃，反应时间为10-20min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
30.s3：活性纳米二氧化钛加入到1-3倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量5-10％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
31.本实施例的盐酸溶液的质量分数为2-5％。
32.本实施例的s3中搅拌处理温度为75-80℃，搅拌20-30min，搅拌转速为100-400r/min。
33.本实施例的氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至45-55目，然后加入到2-3倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量1-5％的纳米二氧化硅，搅拌分散处理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
34.本实施例的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、亚油酸酰胺、硬脂酸、磺酸盐甲醛缩合物、甲基纤维素、烷基溴化铵中的一种或多种组合物。
35.本实施例的纳米二氧化硅的粒径为5-10nm。
36.本实施例的分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
37.实施例1：
38.本实施例的一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
39.改性碳纳米管10份、环氧树脂2份、丙烯酸乳液5份、氮化硅晶须添加剂1份、玻璃纤维1份、分散剂1份、乙醇45份。
40.本实施例的改性碳纳米管的改性方法为：
41.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1∶5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为200r/min，搅拌时间为20min，搅拌充分，得到反应剂；
42.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数10％的海藻酸钠中，反应温度为40℃，反应时间为10min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
43.s3：活性纳米二氧化钛加入到1倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量5％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
44.本实施例的盐酸溶液的质量分数为2％。
45.本实施例的s3中搅拌处理温度为75℃，搅拌20min，搅拌转速为100r/min。
46.本实施例的氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至45目，然后加入到2倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量1％的纳米二氧化硅，搅拌分散处理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
47.本实施例的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
48.本实施例的纳米二氧化硅的粒径为5nm。
49.本实施例的分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
50.实施例2：
51.本实施例的一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
52.改性碳纳米管20份、环氧树脂25份、丙烯酸乳液10份、氮化硅晶须添加剂5份、玻璃纤维4份、分散剂5份、乙醇55份。
53.本实施例的改性碳纳米管的改性方法为：
54.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1∶5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为300r/min，搅拌时间为30min，搅拌充分，得到反应剂；
55.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数30％的海藻酸钠中，反应温度为50℃，反应时间为20min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
56.s3：活性纳米二氧化钛加入到3倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量10％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
57.本实施例的盐酸溶液的质量分数为5％。
58.本实施例的s3中搅拌处理温度为80℃，搅拌30min，搅拌转速为400r/min。
59.本实施例的氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至55目，然后加入到3倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量5％的纳米二氧化硅，搅拌分散处理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
60.本实施例的表面活性剂为亚油酸酰胺。
61.本实施例的纳米二氧化硅的粒径为10nm。
62.本实施例的分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
63.实施例3：
64.本实施例的一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
65.改性碳纳米管15份、环氧树脂22.5份、丙烯酸乳液7.5份、氮化硅晶须添加剂3.5份、玻璃纤维2.5份、分散剂3份、乙醇50份。
66.本实施例的改性碳纳米管的改性方法为：
67.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1∶5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为250r/min，搅拌时间为25min，搅拌充分，得到反应剂；
68.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数15％的海藻酸钠中，反应温度为46℃，反应时间为15min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
69.s3：活性纳米二氧化钛加入到2倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量7％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
70.本实施例的盐酸溶液的质量分数为3.5％。
71.本实施例的s3中搅拌处理温度为78.5℃，搅拌25min，搅拌转速为250r/min。
72.本实施例的氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至50目，然后加入到2.5倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量3％的纳米二氧化硅，搅拌分散处理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
73.本实施例的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、亚油酸酰胺、硬脂酸、磺酸盐甲醛缩合物、甲基纤维素、烷基溴化铵中的一种或多种组合物。
74.本实施例的纳米二氧化硅的粒径为7.5nm。
75.本实施例的分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
76.实施例4：
77.本实施例的一种高分散水性碳纳米管复合浆料，包括以下重量份原料：
78.改性碳纳米管12份、环氧树脂22份、丙烯酸乳液5份、氮化硅晶须添加剂2份、玻璃纤维2份、分散剂2份、乙醇47份。
79.本实施例的高分散水性碳纳米管复合浆料包括以下重量份原料：
80.本实施例的改性碳纳米管的改性方法为：
81.s1：将十六烷基磺酸钠按照重量比1∶5加入到盐酸溶液中进行搅拌分散，搅拌转速为220r/min，搅拌时间为22min，搅拌充分，得到反应剂；
82.s2：将纳米二氧化钛置于3倍的质量分数12％的海藻酸钠中，反应温度为43℃，反应时间为12min，反应结束，水洗、干燥，得到活性纳米二氧化钛；
83.s3：活性纳米二氧化钛加入到2倍的反应剂中，然后再加入反应剂总量6％的碳纳米管，搅拌处理，处理结束，水洗、干燥，得到改性碳纳米管。
84.本实施例的盐酸溶液的质量分数为3％。
85.本实施例的s3中搅拌处理温度为78℃，搅拌22min，搅拌转速为150r/min。
86.本实施例的氮化硅晶须添加剂的制备方法为：将氮化硅晶须研磨至46目，然后加入到2.2倍的表面活性剂中，然后再加入氮化硅晶须总量2％的纳米二氧化硅，搅拌分散处
理，处理结束，得到氮化硅晶须添加剂。
87.本实施例的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、亚油酸酰胺、硬脂酸、磺酸盐甲醛缩合物、甲基纤维素、烷基溴化铵中的一种或多种组合物。
88.本实施例的纳米二氧化硅的粒径为6nm。
89.本实施例的分散剂为氟改性聚丙烯酸酯。
90.对比例1：
91.与实施例3相同，唯有不同是未加入氮化硅晶须添加剂。
92.对比例2：
93.与实施例3相同，唯有不同是改性碳纳米管采用碳纳米管代替。
[0094] 浆料分散度(％)实施例189.1实施例290.2实施例392.3实施例491.2对比例184.2对比例285.1
[0095]
实施例1-4及对比例1-2可看出，实施例3的浆料分散度最佳，同时未加入氮化硅晶须添加剂、改性碳纳米管采用碳纳米管代替，产品的分散度显著降低。
[0096]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0097]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。