[發明專利]一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910874713.3
• 申請日: 2019-09-17
• 公開（公告）號: CN110724214B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 王柏臣;梁鵬飛;朱彥菲;高禹;李偉;馬克明
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F120/14;C08F2/44;C08K9/00;C08K3/04;C08K5/3445;C08L63/00;C08J9/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

本發明屬于納米材料領域，具體涉及一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法，本發明公開一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法，利用油包水型Pickering乳液界面張力，將氧化石墨烯?碳納米管混雜材料組裝成為三維連續碳納米材料網絡，經油相單體聚合、脫水干燥后，獲得導熱多孔聚合物基復合材料。本發明公開的導熱多孔混雜復合材料結構和性能可通過控制碳納米混雜穩定劑組成和用量進行調控，適用于多種單體，可以制成片、板、膜、涂料和膠粘劑等不同形式，所需設備簡單，成本低廉，工藝操作方便。

技術領域

本發明屬于納米材料領域，具體涉及一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法。

背景技術

結構功能一體化是當前航空航天領域對復合材料提出的新課題。聚合物多孔材料，即泡沫聚合物，具有相對密度低、比強度高、比表面積大以及減震抗沖、隔音降噪、耐腐蝕等優異的物理性能，并且通過改變化學組成和制備工藝可以對其性能、孔隙率和孔結構進行調控，目前，聚合物多孔材料已經在交通運輸、建筑結構、機械和化工領域得到廣泛應用。與聚合物泡沫相比，多孔聚合物基復合材料除了具有常規多孔材料的共性特征以外，由于功能性增強體的引入，不但提高了力學性能，而且在結構和功能方面具有更高的可設計性。多孔聚合物基復合材料可制成片、板、膜、涂料和膠粘劑等不同形式，作為結構材料和功能材料，在航空、航天等領域展現出廣闊的應用前景。

當前，諸如外加發泡劑法、自身反應產生發泡劑法、熱分解不穩定鏈段法、模板法、相轉化法等目前廣泛應用的傳統聚合物泡沫制備方法仍然適用制備多孔聚合物基復合材料，但制備工藝復雜和結構/功能單一等問題限制了多孔聚合物基復合材料的進一步應用。

發明內容

本發明提供一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法，利用油包水型Pickering乳液兩相界面能作為驅動力，把氧化石墨烯-碳納米管混雜材料組裝成為三維連續宏觀網絡，經聚合、脫水干燥后獲得導熱多孔聚合物基復合材料。

一種導熱多孔混雜復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將氧化石墨烯在二甲基亞砜溶劑中超聲分散，得到氧化石墨烯分散液；

(2)將碳納米管加入到步驟(1)所得的氧化石墨烯分散液中，超聲分散后得到碳納米管-氧化石墨烯分散體系；

(3)將2-甲基咪唑加入至步驟(2)所得的氧化石墨烯-碳納米管分散體系中，超聲分散后，加熱至155℃并保持7.5小時，然后冷卻至室溫，經離心分離、洗滌、真空干燥，獲得氧化石墨烯-碳納米管混雜材料；

(4)將步驟(3)所得的氧化石墨烯-碳納米管混雜材料加入至液態單體或預聚物中，室溫下超聲分散后作為油相；

(5)將pH值為3～4鹽酸作為水相，并在磁力攪拌下，將其滴加至步驟(4)所得的油相中，制得由氧化石墨烯-碳納米管混雜材料穩定的油包水型Pickering乳液；

(6)將油包水型Pickering乳液放置在鼓風干燥箱內，升溫至65～75℃，并保溫24小時，制得導熱多孔混雜復合材料。

進一步地，步驟(1)中所述氧化石墨烯的直徑為20μm～80μm，氧化石墨烯分散液的濃度為1～10mg/ml。

進一步地，步驟(2)中所述碳納米管為表面羧基修飾碳納米管或表面氨基修飾碳納米管或表面羥基修飾碳納米管，所述碳納米管為單壁或雙壁或多壁碳納米管。

進一步地，步驟(2)中所述氧化石墨烯與碳納米管的質量比為5:1～2:1。

進一步地，步驟(3)中所述2-甲基咪唑的加入量為氧化石墨烯質量的3倍。

進一步地，步驟(4)中所述氧化石墨烯-碳納米管混雜材料的加入量為油相質量的1.5％。

進一步地，步驟(5)中所述液態單體為苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，并以偶氮二異丁腈作為引發劑，所述引發劑用量為單體質量3％。