[發明專利]一種含碳納米管熱塑性上漿劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210343996.7
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102817241A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 劉文博;張舒;王榮國;郝立峰;楊帆;矯維成;李曉琴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: D06M15/53
• 分類號: D06M15/53;D06M11/74;C08L61/16;C08L77/00;C08K9/04;C08K7/00;C08K7/14;C08K3/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

1.一種含碳納米管熱塑性上漿劑，其特征在于含碳納米管熱塑性上漿劑是由碳納米管、高性能熱塑性樹脂、助劑和有機溶劑制備而成；其中，高性能熱塑性樹脂為含二氮雜萘聯苯結構的聚芳醚酮樹脂、含羧基側基的聚芳醚酮樹脂和含二氮雜萘聯苯結構的聚芳醚砜酮樹脂中的一種或其中幾種的組合；助劑為聚氧乙烯與聚氧丙烯醚的混合物、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一種或其中幾種的組合，碳納米管與有機溶劑的質量比為（0.0005~0.03）∶1，高性能熱塑性樹脂與有機溶劑的質量比為（0.001~0.05）∶1，助劑與有機溶劑的質量比為（0.001~0.03）∶1。

2.根據權利要求1所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑，其特征在于所述的碳納米管是經過濃硫酸/濃硝酸混酸處理、鹽酸/雙氧水混液處理或臭氧等離子體處理的。

3.根據權利要求1所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑，其特征在于所述的有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N－甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或其中幾種的組合。

4.如權利要求1所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的制備方法，其特征在于含碳納米管熱塑性上漿劑的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、向有機溶劑中，加入碳納米管，分散，配制成碳納米管分散液；其中，碳納米管與有機溶劑的質量比為（0.0005~0.03）∶1；

二、向步驟一中制備的碳納米管分散液中，加入高性能熱塑性樹脂，待完全溶解后，加入助劑，以1000r/min~16000r/min的攪拌速率機械攪拌20min~40min后，即得到含碳納米管熱塑性上漿劑；

其中，高性能熱塑性樹脂為含二氮雜萘聯苯結構的聚芳醚酮樹脂、含羧基側基的聚芳醚酮和含二氮雜萘聯苯結構的聚芳醚砜酮樹脂中的一種或其中幾種的組合；助劑為聚氧乙烯與聚氧丙烯醚的混合物、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和仲辛醇聚氧乙烯醚中的一種或其中幾種的組合，高性能熱塑性樹脂與有機溶劑的質量比為（0.001~0.05）∶1，助劑與有機溶劑的質量比為（0.001~0.03）∶1。

5.根據權利要求4所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的制備方法，其特征在于所述的步驟一中的碳納米管是經過濃硫酸/濃硝酸混酸處理、鹽酸/雙氧水混液處理或臭氧等離子體處理的。

6.根據權利要求4所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的制備方法，其特征在于所述的步驟一中的分散的方式為采用超聲分散，其中，超聲的功率為500W~1000W，超聲的頻率為60kHz~100kHz，超聲的時間為15min~120min。

7.根據權利要求4所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的制備方法，其特征在于所述的步驟一中的有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或其中幾種的組合。

8.如權利要求1所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的應用，其特征在于含碳納米管熱塑性上漿劑在纖維上的應用，其中，纖維為碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維。

9.根據權利要求8所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的應用，其特征在于含碳納米管熱塑性上漿劑在纖維上的應用，具體是按以下步驟完成的：

a.向含碳納米管熱塑性上漿劑，施加0.1V/mm~10V/mm的勻強電場，加入纖維，上漿4s~15s，即得到含碳納米管熱塑性上漿劑上漿的纖維；其中，纖維為碳纖維、玻璃纖維或芳綸纖維；

b.將步驟a得到的含碳納米管熱塑性上漿劑上漿的纖維，經刮膠處理后，放入溶劑中，浸泡4s~10s后，在60℃~160℃的溫度下，干燥0.5min~5min，即完成了含碳納米管熱塑性上漿劑在纖維上的應用。

10.根據權利要求8或9所述的一種含碳納米管熱塑性上漿劑的應用，其特征在于所述的步驟b中的溶劑為甲醇、乙醇或丙酮。