[發(fā)明專利]一種碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611045074.2
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108102297A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芳
• 申請（專利權(quán)）人: 劉芳
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/24;C08G59/50;C08J7/06;C23C18/36
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1.一種碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，制備原料包括：碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備原料包括：多壁碳納米管(MWCNTs)，比利時Nanocyl公司，直徑為10-20nm，長度為5-20μm；DYD一127型環(huán)氧樹脂，大連齊化化工有限公司，環(huán)氧當(dāng)量為180-190g/eq；固化劑：三乙烯四胺，天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征是碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備步驟為：將一定量的原始多壁碳納米管(p-MWCNTs)加入到體積比為3：1的濃硫酸與濃硝酸的混酸中，在40%下超聲分散10h；用去離子水反復(fù)清洗碳納米管，至pH值接近中性，將洗好的碳納米管在80%下真空干燥24h，即得羧基化的碳納米管；將羧基化的碳納米管分散在二氯亞砜(SOCl2)和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶液中，在70℃下回流24h，減壓蒸餾除去未反應(yīng)的SOCl2，將產(chǎn)物真空干燥；然后將干燥產(chǎn)物分散在一定量的三乙烯四胺中，在120℃下回流96h，反應(yīng)后用無水乙醇反復(fù)清洗反應(yīng)產(chǎn)物，直至洗滌液為無色；真空干燥后即得胺基化的多壁碳納米管(amino—MWCNTs)；將環(huán)氧樹脂與碳納米管按比例用三輥攪拌機充分均勻混合；混好后按1：10(wt／wt)的比例加入三乙烯四胺，充分混合后，注入涂有脫模劑的模具中,放人真空干燥箱中進行固化；其固化工藝為：在40℃/lh，80℃/lh，110℃/0．5h后，自然降至室溫；用化學(xué)鍍技術(shù)在復(fù)合材料表面鍍覆復(fù)合鍍層；化學(xué)鍍?nèi)芤旱慕M成為：Ni2SO4·2H2O(36g/L)，NaH2P02·2H20(30g/L)，CH3CH(OH)COOH(8g/L)，CH3CH2COOH(8g/L)，CH3COONa(15g/L)，硫脲(O.5mg/L)，碳納米管(0.5g/L)，另外添加少量表面活性劑；施鍍溫度為70±2℃，pH=4.4-4.8，時間為lh。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征是碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的檢測步驟為：通過ELMER PHI 5600型光電子能譜儀獲得碳納米管的X射線光電子能譜圖(XPS)譜圖，以陰極Al靶KαX光作為激發(fā)源，掃描步長leV；用M-2000型摩擦磨損機測試試樣的摩擦磨損性能，用接觸角測定儀測試粗化前后試樣表面的潤濕性，用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察碳納米管和復(fù)合材料磨損面的形貌。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，其特征是首先對碳納米管進行了胺基功能化，在此基礎(chǔ)上，對制備好的復(fù)合材料進行化學(xué)復(fù)合鍍，以達到進一步提高復(fù)合材料耐磨性的目的；三乙烯四胺能夠成功接枝到碳納米管表面添加0.5wt%的胺基化碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料呈現(xiàn)出較好的摩擦磨損性能，其摩擦系數(shù)和磨損率分別為0.314和0.93×10-4g/min；通過表面化學(xué)復(fù)合鍍Ni-P-CNTs鍍層使得復(fù)合材料的耐磨性得到了進一步的改善。