[發明專利]碳納米管尼龍66復合材料做汽車油箱專用塑料方法

無效

• 申請號: 200910209991.3
• 申請日: 2009-10-24
• 公開（公告）號: CN102040835A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 王國建;陸存林;許乾慰
• 申請（專利權）人: 鹽城市坤泰勇杰機械有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08K9/04;C09C3/08;C09C1/44;B60K15/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到一種工程塑料，特別是一種碳納米管尼龍66復合材料做汽車油箱專用塑料方法。

背景技術

在我國尼龍66是尼龍系列產品中開發較早、產量較大、應用比較廣泛的品種之一。尼龍具有機械強度好、剛性大的特點，是工程塑料中常用的品種，正常用于生產強度比較高、自潤滑性能的普通汽車零部件、機械零件、電子電器、包裝材料等。但是：尼龍66也存在低溫及干態沖擊強度差、吸水率大、沖擊強度低等缺點。針對這些缺點的改性研究很多，采用納米粒子改善尼龍66得到了很好的效果。但是大多采用機械共混的方法，碳納米管在基體中的分散性不佳，性能提高有限。用于高強度機械運動零部件及汽車水箱等，顯得強度與韌性及抗腐蝕不足。目前，國內外關于用碳納米管改善尼龍66性能的報道極少。Reto等人采用界面原位聚合法制備了尼龍66/單壁碳納米管復合材料。研究發現，純化后的單壁碳納米管在尼龍中的分散性能不佳。用此方法制成專用汽車油箱塑料，成本高、產率相對較低、推廣難度大。國內外研究機構及企業的科研人員積極的探索、研究尼龍復合材料的缺陷與強度及韌性抗腐蝕的不足，雖然取得了一些進展，但在實際運用中，仍然未能解決這一技術上的難題。

發明內容

本發明的目的在于克服以上不足，采用胺基化碳納米管與己二胺、己二酸進行原位聚合，提高碳納米管在尼龍基體中的分散性和增強碳納米管與尼龍基體的界面結合力，得到高分散性能的復合材料。

采用十二胺和十八胺修飾的單壁碳納米管在尼龍66基體中分散良好。先將碳納米管進行表面修飾，使其攜帶胺基基團，通過胺基基團參與尼龍66的縮聚反應，提高碳納米管在尼龍基體中的分散性能，具備了高性能的復合材料，取得良好的汽車油箱專用塑料。它具有強度高、韌性好、抗沖擊力、抗氧化、耐腐蝕性、制備工藝方法簡單、材料價格低的一種碳納米管尼龍66復合新型材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方法：

1.首先用多元胺在縮合劑存在下制備胺基化碳納米管。其配方為：

制備方法為：

將管徑為1～50nm、長度為0.1～50μm的碳納米管與縮合劑、多元胺按比例混合，用50℃～150℃油浴加熱回流，并高速攪拌，反應時間為12～96h。所得產物用無水乙醇并在超聲波振蕩條件下洗去多余的胺、縮合劑及其他副產物，用微孔濾膜過濾，重復清洗3～5次。濾出的碳管溶于二氯甲烷，濾去不溶殘渣，收集濾液蒸干，在40℃～100℃溫度條件下蒸干，得到黑色的胺基化多壁碳納米管。

2.高分散性胺基化碳納米管/尼龍66復合材料的制備方法，其配方為：

將上述胺基化碳納米管與己二胺、己二酸混合制備尼龍66鹽。在200℃，1.5～1.6Mpa下反應1～6小時得到復合材料預聚物。預聚物烘干后進行縮聚反應，反應后期在真空條件下除去多余水份，制得尼龍66復合材料。

以上所采用的碳納米管包括催化裂解、電弧放電、模板法以及激光蒸發方法制備的單壁和多壁碳納米管，管徑為1～50nm，長度為0.1～50μm，并經過酸化處理和純化處理。

所采用的二元胺包括乙二胺、己二胺、間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、孟烷二胺、二乙烯基丙胺、異佛爾酮二胺、雙(4-氨基-3甲級環己基)甲烷、雙(4-氨基環己基)甲烷、間苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜。

所用的縮合劑采用碳二亞胺型縮合劑，如N’N-二環己基碳二亞胺(DCC)，DIC(N，N’-二異丙基碳二亞胺)，1-乙基-3-二甲胺丙基碳二亞胺(EDC)中的一種或兩種和兩種以上復合物。

本發明的有益效果是：由于碳納米管經化學修飾表面帶有胺基，可與己二胺、己二酸反應形成酰胺鍵，并經過了超聲波分散和強力攪拌分散，因此減少了碳納米管的團簇現象，提高了碳納米管的分散性，進而得到了分散性能很好的復合材料。將這種復合材料制備成汽車油箱專用塑料，具有良好強度與韌性、抗氧化、具有很好的耐腐蝕性、制作工藝方法簡單、材料價格低，是新一代的制造汽車油箱新型材料。

具體實施方式

下面的實施例是對本發明進一步描述：

實施例1：

第一步：胺基化碳納米管的制備

將純化后的管徑為1～50nm，長度為0.1～50μm的碳納米管1g、乙二胺150g和二環己基碳二亞胺25g混合均勻，在120℃油浴加熱回流24h。反應完成后，用無水乙醇超聲洗去多余的胺、DCC及其它副產物，用微孔濾膜(直徑為0.45μm)過濾，重復清洗3次。濾出的碳管溶于二氯甲烷，濾去不溶殘渣，收集濾液蒸干，得到經乙二胺修飾的胺基化多壁碳納米管。