一种弹性体复合碳纳米管及其制备方法与流程

文档序号:16734647发布日期:2019-01-28 12:32阅读:290来源:国知局

本发明属于碳纳米管领域,具体涉及一种弹性体复合碳纳米管及其制备方法。



背景技术:

碳纳米管具有良好的力学性能,cnts抗拉强度达到50~200gpa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6,至少比常规石墨纤维高一个数量级;它的弹性模量可达1tpa,与金刚石的弹性模量相当,约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管,其抗拉强度约800gpa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似,但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料,可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性,给复合材料的性能带来极大的改善;

然而传统碳纳米管的表面硬度较高,回弹性差,缓冲性能弱,因此,为了进一步提高其使用性能,本发明的目的就是制备一种弹性体复合的碳纳米管材料。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种及其制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种弹性体复合碳纳米管,它是由下述重量份的原料组成的:

烷基烯酮二聚体4-6、硫醇丁基锡0.3-0.5、碳纳米管10-20、乙氧基化烷基酚硫酸铵1-2、聚碳酸酯二醇40-50、异佛尔酮二异氰酸酯20-30、棕榈酸3-4、三乙胺0.3-1。

一种弹性体复合碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:

(1)取碳纳米管,加入到其重量16-20倍的无水乙醇中,加入三乙胺,升高温度为50-60℃,保温搅拌1-2小时,得胺化碳纳米管溶液;

(2)取烷基烯酮二聚体,加入到其重量4-7倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得酰胺溶液;

(3)取乙氧基化烷基酚硫酸铵、棕榈酸混合,加入到混合料重量10-14倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(4)取聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为110-120℃,加入上述胺化碳纳米管溶液、硫醇丁基锡,保温搅拌2-3小时,出料冷却,得弹性溶液;

(5)取上述水分散液、弹性溶液混合,搅拌均匀,升高温度为65-70℃,保温搅拌100-120分钟,抽滤,将滤饼水洗,真空50-55℃下干燥1-2小时,冷却至常温,即得所述弹性体复合碳纳米管。

本发明的优点:

本发明首先采用三乙胺处理碳纳米管,然后以聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯为原料进行聚合反应,在反应过程中引入胺化碳纳米管溶液,改善了碳纳米管在聚合物间的分散相容性,从而提高了成品材料的力学稳定性和弹性,提高了成品的综合性能。

具体实施方式

实施例1

一种弹性体复合碳纳米管,它是由下述重量份的原料组成的:

烷基烯酮二聚体4、硫醇丁基锡0.3、碳纳米管10、乙氧基化烷基酚硫酸铵1、聚碳酸酯二醇40、异佛尔酮二异氰酸酯20、棕榈酸3、三乙胺0.3。

一种弹性体复合碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:

(1)取碳纳米管,加入到其重量16倍的无水乙醇中,加入三乙胺,升高温度为50℃,保温搅拌1小时,得胺化碳纳米管溶液;

(2)取烷基烯酮二聚体,加入到其重量4倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得酰胺溶液;

(3)取乙氧基化烷基酚硫酸铵、棕榈酸混合,加入到混合料重量10倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(4)取聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为110℃,加入上述胺化碳纳米管溶液、硫醇丁基锡,保温搅拌2小时,出料冷却,得弹性溶液;

(5)取上述水分散液、弹性溶液混合,搅拌均匀,升高温度为65℃,保温搅拌100分钟,抽滤,将滤饼水洗,真空50℃下干燥1小时,冷却至常温,即得所述弹性体复合碳纳米管。

实施例2

一种弹性体复合碳纳米管,它是由下述重量份的原料组成的:

烷基烯酮二聚体6、硫醇丁基锡0.5、碳纳米管20、乙氧基化烷基酚硫酸铵2、聚碳酸酯二醇50、异佛尔酮二异氰酸酯30、棕榈酸4、三乙胺1。

一种弹性体复合碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:

(1)取碳纳米管,加入到其重量20倍的无水乙醇中,加入三乙胺,升高温度为60℃,保温搅拌2小时,得胺化碳纳米管溶液;

(2)取烷基烯酮二聚体,加入到其重量7倍的二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,得酰胺溶液;

(3)取乙氧基化烷基酚硫酸铵、棕榈酸混合,加入到混合料重量14倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(4)取聚碳酸酯二醇、异佛尔酮二异氰酸酯混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为120℃,加入上述胺化碳纳米管溶液、硫醇丁基锡,保温搅拌3小时,出料冷却,得弹性溶液;

(5)取上述水分散液、弹性溶液混合,搅拌均匀,升高温度为70℃,保温搅拌120分钟,抽滤,将滤饼水洗,真空55℃下干燥2小时,冷却至常温,即得所述弹性体复合碳纳米管。

性能测试:

本发明弹性体复合碳纳米管的拉伸强度为9.75-10.61mpa、硬度(邵氏a)为50-53。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种弹性体复合碳纳米管,它是由下述重量份的原料组成的:烷基烯酮二聚体4‑6、硫醇丁基锡0.3‑0.5、碳纳米管10‑20、乙氧基化烷基酚硫酸铵1‑2、聚碳酸酯二醇40‑50、异佛尔酮二异氰酸酯20‑30、棕榈酸3‑4、三乙胺0.3‑1,本发明在反应过程中引入胺化碳纳米管溶液,改善了碳纳米管在聚合物间的分散相容性,从而提高了成品材料的力学稳定性和弹性,提高了成品的综合性能。

技术研发人员:章麒
受保护的技术使用者:桐城市新瑞建筑工程有限公司
技术研发日:2018.07.11
技术公布日:2019.01.25
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