[發明專利]一種碳納米管復合樹脂微球的制備方法

有效

• 申請號: 201710030461.7
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106832352B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 王安苗;徐婷婷;劉杰;萬青;李偉;王然
• 申請（專利權）人: 江蘇捷峰鉅容新材料有限公司
• 主分類號: C08J3/12
• 分類號: C08J3/12;C08L61/06;C08K13/04;C08K7/24;C08K5/41;C08K3/04
• 代理公司: 11278 北京連和連知識產權代理有限公司
• 代理人: 張濤

本發明旨在提供一種碳納米管復合樹脂微球的制備方法，步驟如下：將有機溶劑和十二烷基硫酸鈉以及復合碳材料按照100～3000:0.1～10:0.1～10的比例混合，分散一段時間后備用；將得到的溶液和甲階酚醛樹脂混合，攪拌、加熱一段時間，待微球成型后加入酸性物質，恒溫一定時間，結束反應，固液分離，將微球顆粒從體系中濾出，對有機溶劑進行回收再利用，微球顆粒經熱水洗滌烘干，得最終成品復合樹脂微球。乳液法制微球，工藝簡單，所涉及原料品種單一，反應條件較為溫和，損耗較小，可行性高，微球球徑大小可控，形貌較好，具有較優的產業化前景。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，具體涉及一種碳納米管復合樹脂微球的制備方法。

背景技術

碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)作為一種具有特殊結構的一維線性材料，其表現在力學、電學以及熱學性能上的優異性，使得其常用作增強提高聚合物各項性能的復合材料。與碳納米管的一維結構不同，三維的碳納米管因其具有的獨特空間網絡——一種新型聚集態結構，而備受矚目。因碳納米管極易團聚堆積，較難分散均勻，故利用微球法向聚合材料中添加CNTs逐漸成為一種有效分散、降低團聚CNTs的手段。由碳納米管復合而成的微球功能材料，除保持一般微球材料所具有的優勢外，還具有較高的機械強度，以及較大的空間利用率。

目前通常有微流控滴、噴霧干燥等相關方法可制作碳納米管微球。如CN104525070A中公開的一種碳納米管微珠的制備方法，其采用微流控滴技術，先將表面官能團化的CNTs溶于水中制成分散相溶液，以二甲基硅油為流動相裝入圓形接收器，而后將分散相溶液按一定速率注射推進接收器得初始微珠，之后分步升溫、加熱固化，得最終形態的碳納米管微珠。這是利用微流控滴技術制備碳納米管微球。再如CN104925778A中公開的一種碳納米管微球及其制備方法與應用，其中采用噴霧干燥法，將CNTs與溶劑混合制成一定濃度的分散液，而后通過噴霧干燥機，經噴霧干燥獲得碳納米管微球。此為噴霧干燥法。其中，CN105060268A中公開了一種碳納米管微球的制備方法，采用的是樹脂包覆法，先將非水溶性樹脂溶于有機溶劑，而后將CNTs、表面活性劑加入，混合攪拌均勻后，滴入裝有微球成型液的容器，含碳納米管的樹脂溶液在張力的作用下聚集成球沉淀，得碳納米管微球。此專利提出了利用樹脂包覆碳納米管成球的方法。但是其間涉及多種有機溶劑及分散劑，且在反應過程中需控制樹脂溶液的滴加速率，實驗操作較為繁瑣，工業化可行性較低。

發明內容

本發明旨在提供一種簡化操作、縮小成本、可進行工業化生產的碳納米管復合樹脂微球制備方法，有效成球，降低損耗。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種碳納米管復合樹脂微球的制備方法，包括如下步驟：

S1：分散相制備：將有機溶劑、十二烷基硫酸鈉以及復合碳材料按照100～3000:0.1～10:0.1～10的質量比例混合，攪拌分散所得到的混合物，之后將分散的溶液靜置備用；

S2：將步驟S1中的溶液與酚醛樹脂混合，常壓下，以400～1600r/min的攪拌速率進行攪拌，并且加熱至120～150℃，反應20～60min，待微球成型后加入酸性物質，恒溫反應20～60min，然后固液分離，將微球顆粒從體系中濾出，對所述有機溶劑進行回收再利用，將所述微球顆粒洗滌烘干，得到最終成品碳納米管復合樹脂微球；

其中，所述有機溶劑與所述酚醛樹脂的質量比為1～100:1，所述十二烷基硫酸鈉與所述酚醛樹脂的質量比為0.01～1:1，所述復合碳材料與所述酚醛樹脂的質量比為0.001～0.3:1。

進一步地，所述有機溶劑為輕質正構液態烷烴或硅油或液體石蠟。