纳米管束胶囊的SEM照片；
图5是实施例3中填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊的SEM照片；
图6是实施例4中填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊的SEM照片。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述:
实施例1
(I)将1g双酚A型环氧树脂环氧树脂(环氧当量:450-560g/eq)与2g取向碳纳米管束混合，加入130g丙酮，制得含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液，然后将上述溶液在60°C超声分散20min，接着常温下抽真空lOmin，待含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液变粘稠并可流动时，加入含有4g十二烷基硫酸钠和1300g去离子水的溶液中，搅拌60min，形成环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液。
[0022](2)将12g固化剂FS-2B溶于128g无水乙醇中，然后将上述溶液加入步骤(I)中的环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液，室温下反应3小时后经水洗、抽滤、干燥可得到以环氧树脂膜及碳纳米管为壁材的填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊粉末。该填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊失重5wt%时的热分解温度为263°C，表明其具有优异的耐热性。
[0023]附图1是上述取向碳纳米管束(a)及填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊(b)的SEM照片；从图1(a)中可以看出取向碳纳米管束碳管间有明显的空隙；图1(b)中观察不到碳管间隙，这意味着碳管间隙被环氧树脂填充。附图2是上述取向碳纳米管束、环氧树脂及填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊红外谱图；从图中可以看出取向碳纳米管束胶囊在910CHT1处有明显的环氧基团特征吸收峰，这说明胶囊内部填充有环氧树脂。附图3是上述取向碳纳米管束(a)及填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊(b)的TEM照片；从图3 (a)中可以看出，取向碳纳米管束的碳管间有明显的空隙，而图3 (b)中观察不到碳管间隙，这意味着环氧树脂填充于取向碳纳米管束中的碳管间隙。结合图1、图2和图3，环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊成功制得。
[0024]实施例2
(I)将2g双酚F型环氧树脂(环氧当量:185-210g/eq)与Ig取向碳纳米管束混合，加入20g丙酮制得的含碳管束的环氧树脂丙酮溶液，60°C超声分散20min，接着常温下抽真空lOmin，待含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液变粘稠并可流动时，加入200g去离子水，搅拌60min，得到环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液。
[0025](2)在(a)中悬浮液加入Ig四乙烯五胺，搅拌，60°C反应3h后经水洗，抽滤，干燥得到以环氧树脂膜及碳纳米管为壁材的填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊粉末。该填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊失重5wt%时的热分解温度为260°C，表明其具有优异的耐热性。
[0026]附图4是上述填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊的SEM照片。图中不能观察到碳管间隙，意味着环氧树脂填充于碳管间隙。
[0027]实施例3
(I)将Sg双酚A型环氧树脂(环氧当量:450-560g/eq)与3g取向碳纳米管束混合，加入128g丙酮得到含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液，在60°C超声分散20min，接着常温下抽真空lOmin，待含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液变粘稠并可流动时，然后加入含有6g十二烧基硫酸钠和1500g的去离子水的溶液中，搅拌60min，形成环氧树脂填充取向碳纳米管束的悬浮液。
[0028](2)将13g固化剂FS-2B溶于140g无水乙醇中，加入步骤(I)中的悬浮液中，搅拌，室温下反应3h后经水洗、抽滤、干燥等到以环氧树脂膜及碳纳米管为壁材的填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊粉末。该填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊失重5wt%时的热分解温度为266°C，表明其具有优异的耐热性。
[0029]附图5是上述填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊的SEM照片。图中不能观察到碳管间隙，意味着环氧树脂填充于碳管间隙。
[0030]实施例4
(I)将1g双酚A型环氧树脂(环氧当量:222-238g/eq)与6g取向碳纳米管束混合后，加入200g丙酮得到含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液，在60°C超声分散20min，接着常温下抽真空lOmin，待含取向碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液变粘稠并可流动时，入含有1g吐温80和1500g去离子水的溶液中，搅拌60min，形成环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液。
[0031 ] (2)将50g固化剂FS-5B溶于200g乙醇，加入步骤(I)中的悬浮液中，搅拌，室温下反应6h后经水洗、抽滤、干燥得到以环氧树脂膜及碳纳米管为壁材的填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊粉末。该填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊失重5wt%时的热分解温度为271°C，表明其具有优异的耐热性。
[0032]附图6是上述填充环氧树脂的取向碳纳米管束胶囊的SEM照片。图中可以明显观察到碳管间隙被填充。
【主权项】
1.一种环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将环氧树脂与取向碳纳米管束混合，加入丙酮制得含碳纳米管束的环氧树脂丙酮溶液，将上述溶液超声分散后，调整溶液粘度为I?2Pa.S，然后加入水或者含有表面活性剂的水溶液，搅拌，形成环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液； (2)在步骤(I)的环氧树脂填充取向碳纳米管束悬浮液中加入固化剂或含有固化剂的乙醇溶液，在室温?60°C下反应3?6小时，得到胶囊悬浮液； (3)步骤(2)的胶囊悬浮液经水洗、过滤、干燥即得到所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊。
2.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述环氧树脂、取向碳纳米管束、表面活性剂、固化剂、水的质量比为(2?10): (I?6):(O ?10): (I ?50): (200 ?1500)。
3.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述取向碳纳米管束为取向多壁碳纳米管束。
4.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述取向碳纳米管束中，碳纳米管长度为30?100 μπι，管径为10?20nm。
5.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、氢化型环氧树脂、阻燃环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚氧型环氧树脂、有机硅型环氧树脂或者低卤环氧树脂。
6.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述固化剂为脂肪胺类或者改性脂肪胺类固化剂。
7.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:所述表面活性剂为十一烧基硫酸纳、十一烧基横酸纳、十一烧基苯横酸纳、乙氧基烧基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚乙二醇月桂酸酯或者聚氧乙烯壬烷基酚醚。
8.根据权利要求1所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊的制备方法，其特征在于:步骤(I)中，通过室温下抽真空的方式调整溶液粘度，超声分散的温度为50?70°C，时间为15?30分钟，搅拌时间为50?80分钟。
9.根据权利要求1?8所述任意一种方法制备的环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊。
10.根据权利要求9所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊，其特征在于:所述环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊囊芯为环氧树脂，囊壁为含有取向碳纳米管的环氧树脂膜。
【专利摘要】本发明涉及一种环氧树脂填充取向碳纳米管束胶囊及其制备方法，以环氧树脂及取向碳纳米管束为主要原料，将环氧树脂填充于取向碳纳米管束碳管间隙中，在固化剂的作用下，形成环氧树脂膜及碳纳米管为囊壁的、环氧树脂为囊芯的取向碳纳管束胶囊。所制备的胶囊具有优异的耐热性，可同时实现材料的自修复、增韧及增强。
【IPC分类】C08L63-00, B01J13-02, C08K7-24
【公开号】CN104801245
【申请号】CN201510153926
【发明人】袁莉, 张毅, 顾嫒娟, 梁国正, 吴申梅
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月2日