[发明专利]含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法

权利要求书

1.含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)将0.5g～20g碳纳米管和强氧化性酸50～2000mL混合，在1~120kHz超声波或10 r/min~10⁶ r/min的离心速度搅拌下处理1～80小时，然后加热到25～120℃，搅拌并回流反应1～80小时，经去离子水稀释洗涤微孔滤膜抽滤，至滤液为中性，在25～200℃温度下真空干燥1～48小时，得到羧基化的碳纳米管；

(2)将步骤(1)中得到的羧基化的碳纳米管与芳香族热固性树脂中含有羧基预聚物的单体按比例均匀混合，在通入氮气的条件下，在三口瓶中加热到260～350℃反应，回流1h后，将温度降到110℃收集乙酸，再将体系升温到270～350℃，反应4～8h得到低聚物Cx-CNTs-COOH；将Cx-CNTs-COOH研成均匀粉末，先后经过甲醇-水的萃取，蒸馏水洗涤，并在80～200℃温度下真空干燥1～48小时，得到纯化的低聚物Cx-CNTs-COOH；加入的羧基化碳纳米管质量为芳香族热固性树脂中含有羧基预聚物的单体的总质量的0.5-20%；

(3) 将步骤(1)中得到的羧基化的碳纳米管与芳香族热固性树脂中含有酯基预聚物的单体按比例均匀混合，在通入氮气的条件下，在三口瓶中加热到260～350℃反应，回流1h后，将温度降到110℃收集乙酸，再将体系升温到270～350℃，反应4～8h得到低聚物Ax-CNTs-COOH；将Cx-CNTs-COOH研成均匀粉末，先后经过甲醇-水的萃取，蒸馏水洗涤，并在80～200℃温度下真空干燥1～48小时，得到纯化的低聚物Ax-CNTs-COOH；加入的羧基化碳纳米管质量为芳香族热固性树脂中含有羧基预聚物的单体的总质量的0.5-20%；

(4)将步骤(2)所得的低聚物Cx-CNTs-COOH和步骤(3)所得的低聚物Ax-CNTs-COOH均匀混合，以5～10℃/min的速率升温到270～300℃并维持3h，再以5～10℃/min的速率升温到330～350℃维持3h，最后以2～5℃/min的速率冷却到室温完成固化，得到含有碳纳米管的芳香族热固性树脂。

2.根据权利要求1所述的含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述碳纳米管包括化学气相沉积法、电弧放电法、太阳能法、模板法或激光蒸发法中的任一种制备的单壁或多壁碳纳米管或其以任意比例混合的混合物。

3.根据权利要求1所述的含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述强氧化性酸为0.1～60％重量酸浓度硝酸、5～100％重量酸浓度硫酸、1∕100～50∕1摩尔比高锰酸钾和硫酸混合溶液、1∕100～50∕1摩尔比硝酸和硫酸混合溶液、1∕100～50∕1摩尔比高锰酸钾和硝酸混合溶液、1∕100～50∕1摩尔比过氧化氢和硫酸混合液、1∕100～50∕1摩尔比过氧化氢和盐酸混合液或1∕100～50∕1摩尔比过氧化氢和硝酸混合液中任一种或其多种组合。

4.根据权利要求1所述的含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法，其特征在于步骤(2)中含有羧基预聚物的单体的摩尔比为：苯均三酸: 对乙酰氧基苯甲酸: 间苯二甲酸: 对苯二酚二乙酸酯=1:2:3:4、1:2:2:4、2:3:2:3、2:1:1:2、1:3:2:2、3:3:1:2或4:3:2:1中任一种。

5.根据权利要求1所述的含有碳纳米管的芳香族热固性树脂的制备方法，其特征在于步骤(3)中含有酯基预聚物的单体的摩尔比为苯均三酸: 对乙酰氧基苯甲酸: 间苯二甲酸: 对苯二酚二乙酸酯=1:1:1:2、1:5:2:3、1:3:1:4中任一种，或含有酯基预聚物的单体的摩尔比为1,3,5-三乙酰基苯酚: 对乙酰氧基苯甲酸: 间苯二甲酸: 对苯二酚二乙酸酯=2:3:1:1，2:4:3:1，3:2:2:1，2:3:1:4中任一种。