[发明专利]碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法

权利要求书

1.碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，本方法将至少一种阻燃材料加入到碳纳米纸结构中，然后用碳纳米纸结构作为复合材料的阻燃外表层，形成碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料，其实现步骤：

(1)碳纳米管与阻燃剂按质量比为10∶1-10∶3混合，其中碳纳米管直径为6-25nm，长度为10-50μm；

(2)取碳纳米管/阻燃剂混合物与阴离子表面分散剂，按1∶1-1∶20质量比混合；

(3)将碳纳米管/阻燃剂混合物和表面分散剂放入研钵内研磨1-60min，倒入烧杯，加入等离子水至碳纳米管/阻燃剂混合物浓度为0.01-1.0wt％，表面分散剂浓度为0.01-2wt％；

(4)混合液倒入磁力搅拌器内，控制温度在20-60℃，分散15-60min，消泡10-100min；

(5)利用超声波细胞破碎仪在100-800w条件下，超声分散10-100min，分散温度控制在10-60℃范围内；

(6)碳纳米管/阻燃剂分散液装入试管内，放入离心机内，转速1000-10000rpm条件下，离心处理10-80min，选取试管内碳纳米管/阻燃剂溶液上层清液；

(7)选用真空吸滤装置制备碳纳米纸，渗透膜孔径选用0.22μm或0.45μm，将碳纳米管/阻燃剂的上清液进行真空抽滤，将真空泵压力控制在40-500Kpa范围内，即采用真空抽滤方法制备阻燃碳纳米纸；

(8)抽滤完成后，用1-5倍体积的等离子水清洗碳纳米纸，直到无泡沫产生；

(9)将滤膜与制备的碳纳米纸一同取下，放在两个不锈钢板间，压实，放入烘箱内，在60-150℃条件下固化2-10小时，固化完成后剥离得到碳纳米纸结构；

(10)按模具尺寸裁剪碳纳米纸，放入树脂的丙酮稀释液内，预浸润24-48小时，放入烘箱内40℃下干燥2-4小时；

(11)将一层预浸润碳纳米纸铺放于铝合金模具最内层，中间铺放4-8层纤维布，最外表层铺放一层预浸碳纳米纸，闭合模具，利用树脂传递模塑法、真空袋法制备碳纳米纸阻燃复合材料。

2.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述碳纳米管选用市售的多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、功能化羟基化碳纳米管及功能化羧基化碳纳米管中的一种。

3.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述阻燃剂选用POSS单体、多磷酸铵、钠基纳米蒙托土中的一种或一种以上混合。

4.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂选用曲拉通-X100、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种混合。

5.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述渗透膜选用尼龙膜或混纤膜。

6.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述树脂选用环氧树脂、双马来酰亚胺或不饱和树脂。

7.根据权利要求1所述的碳纳米纸阻燃聚合物基复合材料制备方法，其特征在于：所述纤维布选用碳纤维布或玻璃纤维布。