分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法、吸波涂料与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，具体而言涉及一种分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法、吸波涂料。


背景技术：

2.碳纳米管自1991年被发现以来，由于其独特的结构和奇特的物理、化学特性，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械强度、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力，以及潜在的应用前景而日夜受到人们的关注，引起了各国科学家的极大兴趣，目前已成为物理学、化学、材料学等领域的国际研究热点之一。
3.应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域，如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件，用它作催化剂载体可显著提高催化剂的活性和选择性，碳纳米管较强的微波吸收能力，使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
4.碳纳米管被认为是一种性能优越的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研发力量，期望能占该技术领域的制高点。但是，碳纳米管属于纳米材料，极易聚集，如果把他们像碳纤维那样与聚合物混合，碳纳米管很容易聚集成无用的团块，无法发挥其优越的性能。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有的碳纳米管极易聚集，很容易聚集成无用的团块，无法发挥其优越性的问题，提供一种分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法，先对碳纳米管进行分散、粉碎、活化，再利用有机官能团队碳纳米管表面进行吸附或化学处理，从而有利于碳纳米管在环氧树脂中的分散。
6.根据本发明目的的第一方面，提供一种分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法，包括以下步骤：
7.s1、将碳纳米管、偶联剂及有机溶剂在搅拌状态下预混合反应，得到第一混合溶液；其中，第一混合溶液中的碳纳米管被分散、粉碎，以及活化；
8.s2、在第一混合溶液中加入分散剂，并进行搅拌分散均匀，得到第二混合溶液；其中，通过分散剂的有机官能团队碳纳米管表面进行吸附或化学处理；
9.s3、在第二混合溶液中加入双酚a环氧树脂，搅拌分散均匀，即可。
10.优选地，所述步骤s1中，碳纳米管为羟基改性碳纳米管，管径为8～20nm，管长为10～30μm。
11.优选地，所述步骤s1中，偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种。
12.优选地，所述步骤s1中，有机溶剂为二甲苯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯或丙酮中的至少一种。
13.优选地，所述步骤s1中，搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为20～30min。
14.优选地，所述步骤s2中，所述分散剂为聚酯改性特殊化合物或聚丙烯酸酯高分子型分散剂中的至少一种。
15.优选地，所述步骤s2中，搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为40～60min。
16.优选地，所述步骤s3中，双酚a环氧树脂为e-44、环氧树脂e-51或环氧树脂e-55中的至少一种；
17.搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为20～30min。
18.根据本发明目的的第二方面，提供一种采用前述方法制备的吸波涂料。
19.优选地，所述吸波涂料由以下重量份的原料组成：
[0020][0021]
本发明的有益效果在于：
[0022]
本发明的分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法，通过利用高速搅拌分散器的搅拌、分散、粉碎、活化等作用，破坏碳纳米管本身的聚集和缠绕，再在其基础上利用表面活性剂的有机官能团对碳纳米管表面进行吸附或化学处理，对羟基改性碳纳米管进行表面处理，使碳纳米管材料不会聚集成团块，充分发挥其独特的优越性。
[0023]
本发明形成的体系中碳纳米管具有分散容易、均匀的特性，体系稳定且用该方法制备的混合物配制的吸波涂料，导电体用量少且吸波性能良好，优异的耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐溶剂性、性能稳定、使用寿命长。
具体实施方式
[0024]
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例说明如下。
[0025]
本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施。
[0026]
本发明示例性的提供一种分散吸波涂料体系中碳纳米管的方法，包括以下步骤：
[0027]
s1、将碳纳米管、偶联剂及有机溶剂在搅拌状态下预混合反应，得到第一混合溶液；其中，第一混合溶液中的碳纳米管被分散、粉碎，以及活化。
[0028]
s2、在第一混合溶液中加入分散剂，并进行搅拌分散均匀，得到第二混合溶液；其中，通过分散剂的有机官能团队碳纳米管表面进行吸附或化学处理。
[0029]
s3、在第二混合溶液中加入双酚a环氧树脂，搅拌分散均匀，即可。
[0030]
在优选的实施例中，所述步骤s1中，碳纳米管为羟基改性碳纳米管，管径为8～20nm，管长为10～30μm。
[0031]
在优选的实施例中，所述步骤s1中，偶联剂为钛酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的至少一种。
[0032]
在优选的实施例中，所述步骤s1中，有机溶剂为二甲苯、正丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙
酯或丙酮中的至少一种。
[0033]
在优选的实施例中，所述步骤s1中，搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为20～30min。
[0034]
在优选的实施例中，所述步骤s2中，所述分散剂为聚酯改性特殊化合物或聚丙烯酸酯高分子型分散剂中的至少一种。例如，cm-3191
[0035]
在优选的实施例中，所述步骤s2中，搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为40～60min。
[0036]
在优选的实施例中，所述步骤s3中，双酚a环氧树脂为e-44、环氧树脂e-51或环氧树脂e-55中的至少一种；
[0037]
搅拌的转速为1000～2000rpm，搅拌时间为20～30min。
[0038]
在本发明另一个示例性的实施例中，提供一种采用前述方法制备的吸波涂料。
[0039]
在优选的实施例中，所述吸波涂料由以下重量份的原料组成：
[0040][0041]
为了便于更好的理解，下面结合几个具体实例对本发明进行进一步说明，但材料及加工工艺不限于此，且本发明内容不限于此。
[0042]
实施例1
[0043]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管1.5g、1.5g的硅烷偶联剂kh-560及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-51高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0044]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0045]
实施例2
[0046]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管1.5g、1.5g的硅烷偶联剂kh-560及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-44高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0047]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0048]
实施例3
[0049]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管1.5g、1.5g的硅烷偶联剂kh-550及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速1000rpm)，混合反应30min，加入1g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速1000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-51高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0050]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0051]
实施例4
[0052]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管1.5g、1.5g的硅烷偶联剂kh-550及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-44高速搅拌(转速1000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0053]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0054]
实施例5
[0055]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管1.5g、1.5g的硅烷偶联剂kh-560及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1g分散剂3076，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-51高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0056]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0057]
实施例6
[0058]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管2.0g、1.5g的硅烷偶联剂kh-560及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1.5g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入55g双酚a环氧树脂e-51高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0059]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0060]
实施例7
[0061]
把管径为8～20纳米，管长为10～30微米的羟基改性碳纳米管2.0g、1.5g的硅烷偶联剂kh-550及15g二甲苯、正丁醇混合溶剂在搅拌状态下(转速2000rpm)，混合反应30min，加入1.5g分散剂cm-3191，用搅拌机高速搅拌(转速2000rpm)、分散40min，加入50g双酚a环氧树脂e-44高速搅拌(转速2000rpm)、分散20min，混合均匀。
[0062]
根据上述技术形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别的均匀，体系相对较为稳定。
[0063]
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。