[发明专利]一种碳纳米管和氮化硅复合改性聚丙烯复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳纳米管和氮化硅复合改性聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将羧基功能化的碳纳米管与氮化硅反应生成碳纳米管/氮化硅复合材料；

(2)将碳纳米管/氮化硅复合材料与硅烷偶联剂进行偶联，得到包覆有硅烷偶联剂的碳纳米管/氮化硅复合材料；

(3)将步骤(2)得到的包覆有硅烷偶联剂的碳纳米管/氮化硅复合材料与丙烯酸乙酯和引发剂混合后，在70～90℃球磨24～36h；产物分别经水和乙醇洗涤后，真空干燥，即可得到丙烯酸乙酯改性的碳纳米管/氮化硅复合材料；

(4)将步骤(3)得到的丙烯酸乙酯改性的碳纳米管/氮化硅复合材料与聚丙烯同时加入到密炼机中，170～190℃密练3～6min，然后继续加入抗氧剂、润滑剂继续密练7～10min，即可得到碳纳米管和氮化硅复合改性聚丙烯。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：将羧基功能化的碳纳米管、氮化硅分散在甲醇溶剂中，分散均匀后，加热条件下回流反应16～20h，自然冷却后经离心、洗涤、干燥，即可得到碳纳米管/氮化硅复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述羧基功能化的碳纳米管、氮化硅的质量之比为1:3～6；所述羧基功能化的碳纳米管相对于甲醇的浓度为0.5～1.0mg/mL。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：将碳纳米管/氮化硅复合材料分散在75～85％的乙醇水溶液中，然后加入硅烷偶联剂，搅拌反应15～20h，产物经乙醇洗涤后真空干燥，即可得到包覆有硅烷偶联剂的碳纳米管/氮化硅复合材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的质量为碳纳米管/氮化硅复合材料质量的1.5～2.0％；所述碳纳米管/氮化硅复合材料相对于乙醇水溶液的浓度为0.1～0.5g/mL；所述硅烷偶联剂为KH560或KH570。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述包覆有硅烷偶联剂的碳纳米管/氮化硅复合材料、丙烯酸乙酯、引发剂的质量之比为1：0.1～0.15：0.03～0.05。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述丙烯酸乙酯改性的碳纳米管/氮化硅复合材料的质量为聚丙烯的质量10～20％。

8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂300、抗氧剂1790、抗氧剂1290中的一种或多种；所述润滑剂为硬脂酸钙、EBO或聚丙烯蜡；所述抗氧剂、润滑剂的质量为聚丙烯质量的0.5～1.0％。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到的碳纳米管和氮化硅复合改性聚丙烯复合材料。

10.根据权利要求9所述碳纳米管和氮化硅复合改性聚丙烯复合材料作为换热器材料的应用。