[發明專利]一種螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810552643.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108794874A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳永;武培培;何斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱金納科技有限公司
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L23/30;C08L27/06;C08L23/06;C08L91/06;C08K13/06;C08K3/04;C08J3/22;C08L55/02;C08L53/02;C08L23/12;C08K5/09;C08K3/22
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料及其制備方法，屬于復合材料制造領域。本發明針對石墨烯碳納米管雜化聚合物導電性和力學性能不可控的問題，提供了一種螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料及其制備方法，尤其是提供與聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙烯?醋酸乙烯共聚物、尼龍、聚酯、ABS中的至少一種組成的復合塑料材料的配方、制備及其應用，將碳納米管催化元素負載在石墨烯上制成催化劑，后通過化學氣相沉積法制得螺旋碳納米管雜化石墨烯，繼而制備相態連接優異的螺旋碳納米管雜化石墨烯配合物，應用于上述塑料中，本發明適用于復合塑料的制造與加工。

技術領域

本發明屬于復合材料制造領域，具體涉及一種螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料及其制備方法。

背景技術

石墨烯是由碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的一種碳質新材料。全共軛片層排列的碳原子結構賦予了石墨烯優異的性能。石墨烯強度是已測試材料中最高的，達130Gpa，是鋼的100多倍，且有非常高的電導率和熱導率，分別達6000S/cm和5300W/m²/K因此應用前景廣闊。

在螺旋碳納米管中，不僅碳原子組裝形成管狀結構，而且形成的管狀結構呈現出介觀尺寸的螺旋形態。在微觀形貌上，根據螺旋數的不同，可以將螺旋碳納米管分為單螺旋、雙螺旋、三螺旋：根據螺旋形貌的不同，可分為發辮型、DNA螺旋型、繞曲型、彈簧型等。螺旋碳納米管可看成是石墨烯片層結構卷曲而成的，除具有石墨烯相應的特性外，還因其獨特的螺旋結構，表現出了獨特的非線性力學、場發射、耐熱、本征振動、電學、吸波隱身等性能，應用前景廣闊。

專利CN102417610A公開了一種石墨烯碳納米管雜化的聚合物復合材料以及其制造方法，將石墨烯和碳納米管以及聚合物基體材料，通過溶液共混或者是機械共混的方法制備石墨烯碳納米管雜化的聚合物復合材料。所得的具有高導電性和高力學性能的復合材料，可以作為抗靜電以及電磁屏蔽材料，制作成導電地毯、電子產品的包裝、手機的部件、輪胎用抗靜電胎面膠以及航空航天器材的電磁屏蔽涂料等，具有廣泛的應用價值。

目前，除上述專利報道了通過物理共混法混合碳納米管、石墨烯聚合物基體材料制備了石墨烯碳納米管雜化復合材料，尚無專利記錄螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料。物理共混法制備的石墨烯碳納米管雜化聚合物由于石墨烯與碳納米管通過機械混合易造成結構缺陷，使該聚合物的導電性和力學性能不可控。

發明內容

本發明針對現有技術中石墨烯碳納米管雜化聚合物導電性和力學性能不可控的問題，提供了一種螺旋碳納米管雜化石墨烯復合塑料，由塑料、螺旋碳納米管雜化石墨烯的復配物與塑料添加物按如下重量份配比制成，其中：

塑料為聚氯乙烯100份及與其相匹配的增塑劑1～95重量份和穩定劑2～7重量份；或聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、尼龍、聚酯、ABS中的一種或兩種以上的混合物，100重量份，當塑料為兩種以上的物質混合物時，各物質之間以任意比例混合；

螺旋碳納米管雜化石墨烯的復配物為0.1～200重量份，所述復配物是將螺旋碳納米管雜化石墨烯經表面覆蓋分散劑或接枝偶聯劑經表面處理后的產物；

塑料添加物為碳酸鈣、滑石粉、木粉、抗氧劑、分散劑、潤滑劑中的一種或兩種以上的混合物，0.1～ 10重量份，當塑料添加物為兩種以上物質的混合物時，各物質之間以任意比例混合。