[發(fā)明專利]一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜及其制法

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• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111732809A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金見習(xí)
• 申請（專利權(quán)）人: 新昌縣同生生物技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C08L51/08
• 分類號: C08L51/08;C08K9/06;C08K3/04;C08G59/17;C08J5/18;C08F283/10;C08F220/14;C08F222/38;C08F212/36
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 于潔

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜，包括以下配方原料及組分：改性碳納米管、甲基丙烯酸甲酯、對二乙烯苯、引發(fā)劑A、引發(fā)劑B、交聯(lián)劑、改性環(huán)氧樹脂、固化劑、乳化劑。該一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜，乙烯基三乙氧基硅烷接枝碳納米管，丙烯酸的羧基與環(huán)氧樹脂發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，得到烯基化的環(huán)氧樹脂，甲基丙烯酸甲酯先與烯基化的改性碳納米管自由基聚合，再與烯基化環(huán)氧樹脂交聯(lián)聚合，得到碳納米管化學(xué)交聯(lián)的聚丙烯酸改性環(huán)氧樹脂，通過化學(xué)鍵的交聯(lián)，改善了碳納米管在環(huán)氧樹脂薄膜中的分散性和相容性，分散均勻的碳納米管賦予了環(huán)氧樹脂優(yōu)異的導(dǎo)電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜及其制法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)不斷高速發(fā)展，出現(xiàn)了多種多樣的新型功能材料，其中導(dǎo)電材料就是一種應(yīng)用廣泛的新型功能材料，具有消除靜電荷的能力和優(yōu)異的導(dǎo)電性能，在石油輸送管道和石油儲罐、電磁屏蔽和吸波材料、電子電器產(chǎn)品、發(fā)電和輸電系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用，導(dǎo)電涂料一般包括基體樹脂材料、導(dǎo)電填料和助劑，基體樹脂在導(dǎo)電涂層中起骨架的作用，主要有環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨脂等；導(dǎo)電填料包括金屬填料如銀、銅等，炭系填料如石墨、石墨烯等。

環(huán)氧樹脂是分子中含有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的聚合物，環(huán)氧樹脂是一種熱固性樹脂，其環(huán)氧基團(tuán)可以與含有活潑氫的化合物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，從而固化交聯(lián)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂品種主要有通用膠、耐高溫膠、密封膠和土木建筑膠等，在土木建筑、電子電器、汽車機(jī)械等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但是環(huán)氧樹脂的本征電阻率較高，導(dǎo)電性較差，限制了環(huán)氧樹脂材料的實(shí)用性和應(yīng)用范圍，碳納米管很高的導(dǎo)電系數(shù)，可以作為改性劑來增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的導(dǎo)電性能，但是碳納米管粒子之間具有很強(qiáng)的范德華力，導(dǎo)致碳納米管粒子與環(huán)氧樹脂的相容性很差，在環(huán)氧樹脂中分散性不好，很容易團(tuán)聚和聚集，會(huì)影響環(huán)氧樹脂材料的韌性和斷裂強(qiáng)度等力學(xué)性能。

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜及其制法，解決了Mn₃O₄電極材料導(dǎo)電性較差的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種碳納米管化學(xué)交聯(lián)的環(huán)氧樹脂高導(dǎo)電薄膜，包括以下按重量份數(shù)計(jì)的配方原料及組分：1-4份改性碳納米管、7-12份甲基丙烯酸甲酯、4-8份對二乙烯苯、3-6份引發(fā)劑A、5-8份引發(fā)劑B、1-3份交聯(lián)劑、56-80份改性環(huán)氧樹脂、0.5-2份固化劑、0.5-1份乳化劑。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑A為過硫酸鉀、引發(fā)劑B為過硫酸胺。

優(yōu)選的，所述交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，固化劑為2-十二烯基-丁二酸酐、乳化劑為乙氧基化烷基醚硫酸銨。

優(yōu)選的，所述改性碳納米管制備方法包括以下步驟：

(1)向反應(yīng)瓶中加入蒸餾水和乙醇混合溶劑，兩者體積比為10-15:1，加入羥基化碳納米管，將反應(yīng)瓶置于恒溫超聲處理器中，進(jìn)行超聲分散處理，再加入硅烷偶聯(lián)劑乙烯基三乙氧基硅烷，將反應(yīng)瓶置于恒溫水浴鍋中，加熱至50-80℃，勻速攪拌反應(yīng)10-15h，將溶液過濾除去溶劑，使用蒸餾水和乙醇洗滌固體產(chǎn)物，制備得到乙烯基三乙氧基硅烷接枝的改性碳納米管。

優(yōu)選的，所述乙烯基三乙氧基硅烷與羥基化碳納米管的質(zhì)量比為12-20:1。

優(yōu)選的，所述恒溫超聲處理器包括箱體，箱體內(nèi)部固定連接有保溫層，保溫層內(nèi)部與儲液槽固定連接，箱體內(nèi)部左側(cè)與加熱圈固定連接，箱體的上方活動(dòng)連接有箱體蓋、箱體蓋表面設(shè)置有反應(yīng)瓶過孔，反應(yīng)瓶過孔與支撐架固定連接，支撐架的一端與滑動(dòng)球活動(dòng)連接，滑動(dòng)球活動(dòng)連接有移動(dòng)桿。

優(yōu)選的，所述改性環(huán)氧樹脂制備方法包括以下步驟：