[發明專利]一種基于碳納米管導電材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710681167.2
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN109385085A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 趙云飛
• 申請（專利權）人: 趙云飛
• 主分類號: C08L79/02
• 分類號: C08L79/02;C08K9/02;C08K7/24;C08K5/42;C08G73/02
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 湯婷

本發明公開了一種基于碳納米管導電材料的制備方法，包括：(1)將碳納米管加入質量分數為30％的鹽酸溶液中浸泡8～12h，洗滌，加入體積比為1:3的濃硝酸和濃硫酸中，于100～130℃條件下回流1～2h，得到羧化的碳納米管；(2)將苯胺單體、過硫酸銨溶液和鹽酸溶液混合，在0～5℃冰水浴條件下磁力攪拌20～24h，得到聚苯胺分散液；(3)將上述羧化的碳納米管加入聚苯胺分散液中，攪拌10～20min，加入氨基苯磺酸鈉的鹽酸溶液，超聲分散2～3h，過濾，分別用鹽酸和丙酮洗滌過濾產物，于50～60℃的真空烘箱中干燥10～15h，得到該導電材料。本發明的方法中，通過加入氨基苯磺酸鈉的鹽酸溶液，可以增強聚苯胺的結晶化程度，從而提高了該導電材料的熱穩定性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別是涉及一種基于碳納米管導電材料的制備方法。

背景技術

碳納米管既具有碳素材料的固有本性，又具有金屬材料的導電和導熱性，陶瓷材料的耐熱、耐腐蝕性，紡織纖維的可編織性，以及高分子材料的輕質、易加工性。碳納米管作為復合材料增強體，可使復合材料表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性，因此碳納米管增強復合材料可能帶來復合材料性能的一次飛躍。

聚苯胺以其單體價格低廉、合成工藝簡單、摻雜機制特殊、導電性能優良、穩定好以及特殊的光、電、磁性能而受到人們的廣泛關注，被認為是最有發展前景的一種導電高分子。人們對其合成、結構、特性與應用己做了大量的工作，并取得了一系列重要的成果，被廣泛地應用于許多領域。如今，人們對聚苯胺的研究已經不再局限于電學領域，發現將聚苯胺與磁性材料復合后，展現出特殊的光學、磁學以及電學性能。但是，現有技術中的碳納米管和聚苯胺的復合材料的熱穩定性能不理想。

為此，有必要針對上述問題，提出一種基于碳納米管導電材料的制備方法，其能夠解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于碳納米管導電材料的制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于碳納米管導電材料的制備方法，包括：

(1)將碳納米管加入質量分數為30％的鹽酸溶液中浸泡8～12h，洗滌，加入體積比為1:3的濃硝酸和濃硫酸中，于100～130℃條件下回流1～2h，得到羧化的碳納米管；

(2)將苯胺單體、過硫酸銨溶液和鹽酸溶液混合，在0～5℃冰水浴條件下磁力攪拌20～24h，得到聚苯胺分散液；

(3)將上述羧化的碳納米管加入聚苯胺分散液中，攪拌10～20min，加入氨基苯磺酸鈉的鹽酸溶液，超聲分散2～3h，過濾，分別用鹽酸和丙酮洗滌過濾產物，于50～60℃的真空烘箱中干燥10～15h，得到該導電材料。

優選的，步驟(2)中，所述苯胺單體、所述過硫酸銨、所述鹽酸物質的量之比為1:1～5:2～10。

優選的，所述苯胺單體、所述過硫酸銨、所述鹽酸物質的量之比為1:1～2:2～5。

優選的，上述步驟(2)～(3)中，所述鹽酸溶液的濃度為0.05～0.5mol/L。

優選的，步驟(1)中，所述碳納米管為多壁碳納米管，所述多壁碳納米管的制備方法包括：1)將活性炭與二茂鐵按1:2質量比例混合，研磨均勻；2)將步驟1)所得混合物平鋪于坩堝中，放入管式加熱爐中的恒溫區；3)在氮氣流量為100～300mL/min氣氛保護下，將爐溫以15℃/min的速度升溫到1000℃，在該溫度下反應3h，在氮氣氣氛下冷卻至25℃，得到多壁碳納米管。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明的方法中，通過加入氨基苯磺酸鈉的鹽酸溶液，可以增強聚苯胺的結晶化程度，從而提高了該導電材料的熱穩定性。

具體實施方式