[發明專利]具有石墨烯-碳納米管復合結構的導電尼龍母粒及其制備方法

有效

• 申請號: 202010926529.1
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112029273B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 孫福偉;鄭駿馳;姜聯東;孫清友;于茂杰;孫兆懿;安峻瑩;趙亞風;郭新利;錢晶;孟征;蘇昱;姜昊;陳婧;舒幫建;吳超;劉兵
• 申請（專利權）人: 北京航天凱恩化工科技有限公司;江蘇清大際光新材料有限公司;北京航天試驗技術研究所
• 主分類號: C08L77/02
• 分類號: C08L77/02;C08L77/06;C08K3/04;C08K9/10;C08K9/02;C08J3/22
• 代理公司: 北京中知星原知識產權代理事務所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開

1.一種石墨烯-碳納米管復合結構的導電尼龍母粒，是以尼龍為載體，碳納米管和石墨烯接枝改性后，以化學鍵合的方式連接形成復合結構，負載在尼龍載體上；

所述碳納米管和石墨烯的總的負載量為10-30%，碳納米管和石墨烯的質量比為1-2:1-2；

所述碳納米管和石墨烯接枝改性，是碳納米管和石墨烯經過酸化處理后，分別進行(i)酸化的碳納米管和聚醚類表面活性劑以及帶有氨基的硅烷偶聯劑反應接枝改性，(ii)酸化的石墨烯和聚醚類表面活性劑和帶有縮水甘油醚基團的硅烷偶聯劑反應接枝改性；所述以化學鍵合方式連接是接枝改性后的碳納米管上的氨基和接枝改性后的石墨烯上的環氧基反應。

2.如權利要求1所述的尼龍母粒，其特征在于，所述聚醚類表面活性劑化學結構如式(I)所示，所述帶有氨基的硅烷偶聯劑化學結構如式(II)所示，所述帶有縮水甘油醚基團的硅烷偶聯劑如下式(III)所示：

其中m的值在1-20之間；n的值在2-10之間；p的值在2-8之間；q的值在2-8之間；X代表C1-C6的烷氧基團。

3.如權利要求2所述的尼龍母粒，其特征在于，m的值在5-10之間；n的值在3-8之間；q的值在3-5之間；所述C1-C6的烷氧基團選自甲氧基，乙氧基，丙氧基或丁氧基。

4.如權利要求2所述的尼龍母粒，其特征在于，所述聚醚類表面活性劑為CH₃(CH₂)₁₀(OCH₂CH₂)₄OH，所述帶有縮水甘油醚基團的硅烷偶聯劑為，所述帶有氨基的硅烷偶聯劑為NH₂-(CH₂)₃-Si-(OCH₃)₃。

5.如權利要求1所述的尼龍母粒，其特征在于，所述碳納米管和石墨烯負載在尼龍載體上，是將碳納米管-石墨烯化學鍵合后的懸濁液和尼龍的甲酸溶液通過對流絮凝得到。

6.如權利要求5所述的尼龍母粒，其特征在于，所述碳納米管-石墨烯化學鍵合后的懸濁液，溶劑為甲醇，碳納米管和石墨烯總的質量濃度的0.5-20wt%；所述尼龍的甲酸溶液中尼龍的質量濃度為5-20wt%；

所述對流絮凝，是將碳納米管-石墨烯懸濁液和尼龍的甲酸溶液按照流速1：0.5-5，將兩種料液按照相反的流向快速交匯。

7.如權利要求6所述的尼龍母粒，其特征在于，溶劑為甲醇，碳納米管和石墨烯總的質量濃度的0.8-15wt%，所述尼龍的甲酸溶液中尼龍的質量濃度為5-15wt%；碳納米管-石墨烯懸濁液和尼龍的甲酸溶液的流速為1:0.6-4。

8.權利要求1-7任一項所述尼龍母粒的制備方法，包括以下步驟：（1）碳納米管和石墨烯分別經過酸化處理；(2)酸化處理后的碳納米管和石墨烯分別經過接枝改性，并且相互反應得到化學鍵合的碳納米管-石墨烯懸濁液；(3)化學鍵合的碳納米管-石墨烯的懸濁液和尼龍甲酸溶液對流絮凝，離心分離，干燥，即得所述碳納米管-石墨烯復合結構的導電尼龍母粒。

9.如權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述接枝改性是先分別配制混合試劑(i)和(ii)：

混合試劑(i)：聚醚類表面活性劑和氨基硅烷偶聯劑的醇水溶液；

混合試劑(ii)：聚醚類表面活性劑和帶有縮水甘油醚基團的硅烷偶聯劑的醇水溶液；

將酸化處理后的碳納米管和石墨烯投入到混合試劑(i)和混合試劑(ii)中，充分反應分別得到接枝改性的碳納米管和石墨烯；

接枝改性時，先將混合試劑(i)和(ii)加熱至50-70℃，在分別加入酸化的碳納米管和酸化的石墨烯，酸化的碳納米管和酸化的石墨烯的加入量獨立地為混合試劑(i)或(ii)的1-5wt%。