碳纳米管/热固性树脂复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102604383A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102604383A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210035116.XC08G77/30(2006.01)(22)申请日2012.02.16C09C1/44(2006.01)C09C3/12(2006.01)(71)申请人苏州大学地址215123江苏省苏州市苏州工业园区仁爱路199号(72)发明人梁国正张志勇顾嫒娟袁莉(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人陶海锋(51)Int.Cl.C08L79/04(2006.01)C08L63/00(2006.01)C08L79/08(2006.01)C08L83/08(2006.01)C08G77/38(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书1414页页附图附图88页(54)发明名称碳纳米管/热固性树脂复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种碳纳米管/热固性树脂复合材料及其制备方法。按重量计，将100份的热固性树脂和0.25～4份表面改性碳纳米管在树脂熔融温度下混合均匀，即得一种碳纳米管/热固性树脂复合材料。其中表面改性碳纳米管是表面以化学键的形式接有含磷杂菲结构和胺基的超支化聚硅氧烷的碳纳米管。所制备的复合材料在保持原有双马来酰亚胺树脂耐热性的基础上，具有高韧性、高强度、低固化温度、优良的阻燃性，可以作为高性能树脂基体、胶黏剂及绝缘漆等在航空航天、电子电器、交通运输等高技术领域得到广泛应用。该复合材料的制备方法具有适用性广、环境友好及操作工艺简单等特点。CN1026438ACN102604383A权利要求书1/1页1.一种碳纳米管/热固性树脂复合材料，其特征在于：按重量计，它包括100份热固性树脂和0.2～4份表面改性碳纳米管；所述的表面改性碳纳米管为碳纳米管表面以化学键的形式接枝表面改性超支化聚硅氧烷，其接枝率为15.0wt%～20.0wt%；所述的表面改性超支化聚硅氧烷为表面含有磷杂菲结构和胺基的超支化聚硅氧烷。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管/热固性树脂复合材料，其特征在于：所述的热固性树脂为氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、环氧树脂，或它们的任意组合。3.一种如权利要求1所述的碳纳米管/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤:（1）在无水条件和氮气保护下，按摩尔比1:1，将含环氧基团的三烷氧基硅氧烷与9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物混合均匀形成混合物A；再按质量比，将100份的混合物A与1～3份催化剂三苯基磷混合均匀，加入到200份的溶剂中，在搅拌条件下，升温至95～100℃，保持冷凝回流继续反应6～10小时；冷却后，经过滤去除催化剂，减压蒸馏去除溶剂干燥，得到含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷；（2）按摩尔比为1:0.1～1:1，将步骤（1）制得的含磷杂菲结构与羟基的三烷氧基硅烷与含胺基的三烷氧基硅烷混合，形成混合物B；按硅元素与水的摩尔比，将11～16份蒸馏水与10份混合物B混合均匀，在搅拌条件下缓慢逐滴加入0.001～0.003份催化剂B，升温至50～60℃，继续反应4～7小时，经纯化、过滤、减压蒸馏，得到透明液体，再经纯化、过滤、减压蒸馏、真空干燥后，即得到一种含磷杂菲结构和胺基的表面改性超支化聚硅烷；所述的催化剂B为盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、氢氧化钠或氢氧化钾；（3）按质量比20：1～30：1，将步骤（2）制得的表面改性超支化聚硅氧烷与环氧功能化碳纳米管混合，超声处理0.5～2小时，在温度为60～80℃的条件下，恒温搅拌8～12小时，反应结束后，抽滤，洗涤，得到表面改性碳纳米管；（4）按重量计，将100份热固性树脂与0.25～4份步骤（3）得到的表面改性碳纳米管在热固性树脂熔融的温度下混合均匀，得到一种碳纳米管/热固性树脂复合材料。4.根据权利要求3所述的一种碳纳米管/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的含环氧基的三烷氧基硅烷为3-缩水油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷，2-(3,4-环氧环己烷烷基)乙基三乙氧基硅烷或它们的任意组合。5.根据权利要求3所述的一种碳纳米管/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的含胺基的三烷氧基硅烷为3-胺基丙基三甲氧基硅烷，γ-胺丙基三乙氧基硅烷，或它们的任意组合。6.根据权利要求3所述的一种碳纳米管/热固性树脂复合材料的制备方法，其特征在于：所述的环氧功能化碳纳米管为环氧功能化单壁或环氧功能化多壁碳纳米管。2CN102604383A说明书1/14页碳纳米管/热固性树脂复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及高分子复合材料