[发明专利]氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法

说明书

本申请公开了一种氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法，包括：(1)、制备碳纳米管，所述碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管；(2)、制备氰酸酯聚氨酯固化树脂；(3)、将氰酸酯聚氨酯固化树脂和环氧树脂按照质量比为80～100:1混合，加热至95～105℃熔融，并在145～155℃条件下搅拌8～15min，获得混合物，在混合物中加入羟基化多壁碳纳米管，反应1.5～2.5h，在125～135℃真空条件下脱气泡1h，固化，后处理，自然冷却至室温，获得复合材料。本发明中通过将羟基化多壁碳纳米管填料加入氰酸酯聚氨酯树脂基之间，能够获得良好的界面性能，从而有助于提高复合材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法。

背景技术

高介电常数聚合物基(例如氰酸酯聚氨酯树脂基)复合材料，因其具有轻质、高强、低成本和优良机械性能等诸多优点受到了广泛的关注，在微电子、电气工程、生物工程以及航空航天等众多尖端技术领域具有巨大的应用价值。碳纳米管优异的电性能和大长径比，使之在较少的添加量下即可制得高介电常数氰酸酯聚氨酯树脂基复合材料。

近几年，国内外学者对碳纳米管/聚合物复合材料进行了较多研究，研究表明，碳纳米管的团聚不仅妨碍复合材料获得高介电常数，而且导致复合材料具有高的介电损耗和渗流阈值。因此，改善碳纳米管在基体中的分散性成为制备兼具低介电损耗和低渗流阈值的高介电常数碳纳米管复合材料的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开一种氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法，包括：

(1)、制备碳纳米管，所述碳纳米管为羟基化多壁碳纳米管；

(2)、制备氰酸酯聚氨酯固化树脂；

(3)、将氰酸酯聚氨酯固化树脂和环氧树脂按照质量比为80～100:1混合，加热至95～105℃熔融，并在145～155℃条件下搅拌8～15min，获得混合物，在混合物中加入羟基化多壁碳纳米管，反应1.5～2.5h，在125～135℃真空条件下脱气泡1h，固化，后处理，自然冷却至室温，获得复合材料。

优选的，在上述的氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法，步骤(1)中，羟基化多壁碳纳米管的制备方法包括：(a)将纯化后的碳纳米管加入到浓度为0.15mol/L～0.8mol/L的硫酸亚铁水溶液中，并以500r/min～1000r/min的速度搅拌混匀，即得到碳纳米管/硫酸亚铁悬浮液；(b)羟基化处理：将H₂O₂以滴加速度为2mL/min～12mL/min滴加到碳纳米管/硫酸亚铁悬浮液中，并在温度为20℃～25℃和搅拌速度为500r/min～1000r/min的条件下搅拌反应3h～12h，得到羟基化多壁碳纳米管。

优选的，在上述的氰酸酯聚氨酯树脂基碳纳米管复合材料的制备方法，步骤(2)中，氰酸酯聚氨酯固化树脂的制备方法包括：将氰酸酯聚氨酯和环氧树脂按照质量比为80～100:1混合，加热至95～105℃熔融，并在145～155℃条件下搅拌90～150min，获得混合物，在125～135℃真空条件下脱气泡1h，固化，后处理，自然冷却至室温，获得氰酸酯聚氨酯固化树脂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中通过将羟基化多壁碳纳米管填料加入氰酸酯聚氨酯树脂基之间，能够获得良好的界面性能，从而有助于提高复合材料的热稳定性。

具体实施方式