[發(fā)明專(zhuān)利]一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410147758.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103921368A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李敏;顧軼卓;王紹凱;劉千立;張佐光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29B11/00
• 分類(lèi)號(hào): B29B11/00;C08L63/00;C08L79/04;C08L75/04;C08K7/00;C08K3/04
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：

第一步，準(zhǔn)備無(wú)規(guī)取向的碳納米管薄膜；

第二步，將所述的無(wú)規(guī)取向的碳納米管薄膜與樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合，采用溶液浸漬法或熔融浸漬法制備碳納米管復(fù)合預(yù)制體；

第三步，對(duì)碳納米管復(fù)合預(yù)制體一次牽伸提高碳納米管取向度，一次牽伸所用夾頭間碳納米管復(fù)合預(yù)制體的長(zhǎng)度與寬度比不低于3，牽伸率為30%～45%，牽伸在溫度箱內(nèi)進(jìn)行，加熱溫度應(yīng)低于樹(shù)脂凝膠溫度20℃以上；牽伸速度為0.1～0.5mm/min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述的碳納米管薄膜采用氣相沉積方法進(jìn)行制備；該碳納米管薄膜由幾十至幾百層厚度不低于0.1μm的碳納米管薄層構(gòu)成，碳納米管在薄膜面內(nèi)二維分布，無(wú)規(guī)取向，不沿厚度分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述的溶液浸漬法制備碳納米管復(fù)合預(yù)制體，該過(guò)程包括以下步驟：

（a）將樹(shù)脂溶于溶劑配成樹(shù)脂溶液，所述樹(shù)脂溶液的濃度低于5g/L，樹(shù)脂溶液的粘度至少低于1Pa·s；所述的樹(shù)脂為聚乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬樹(shù)脂、氰基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和聚酰亞胺中的任意一種；溶劑為乙醇、丙酮、苯、甲苯、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮和二甲基亞砜中的一種或者兩種以上的混合；

（b）將碳納米管薄膜浸入所述樹(shù)脂溶液中保持5～30分鐘；

（c）加熱烘干碳納米管薄膜獲得碳納米管復(fù)合預(yù)制體；對(duì)于熱固性樹(shù)脂，烘干溫度要低于熱固性樹(shù)脂的凝膠溫度；對(duì)于熱塑性樹(shù)脂，烘干溫度要低于熱塑性樹(shù)脂的熱分解溫度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述的熔融浸漬法制備碳納米管復(fù)合預(yù)制體，過(guò)程如下：

首先加熱樹(shù)脂體系，保證樹(shù)脂體系粘度低于0.5Pa·s，或者加熱溫度應(yīng)低于樹(shù)脂凝膠溫度20℃以上，保證樹(shù)脂具有良好的流動(dòng)性，同時(shí)不會(huì)凝膠；將碳納米管薄膜浸入加熱的樹(shù)脂體系中，放置15分鐘；取出浸漬樹(shù)脂的碳納米管薄膜，制備得到碳納米管復(fù)合預(yù)制體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述的一次牽伸后的碳納米管復(fù)合預(yù)制體進(jìn)行熱壓處理，然后進(jìn)行二次牽伸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述二次牽伸的牽伸率低于一次牽伸的牽伸率。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述二次牽伸的牽伸率為5～15%。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體的制備方法，其特征在于：所述熱壓處理的溫度應(yīng)低于樹(shù)脂固化溫度20℃以上，壓力0.5～2MPa。

9.一種高取向碳納米管復(fù)合預(yù)制體，其特征在于：由極化拉曼光譜測(cè)定的取向度（I_G///I_G⊥）為6.2～9.8，碳納米管質(zhì)量百分含量40%～65%。