[发明专利]一种氮化硼-碳纳米管纳米复合物协同改性环氧树脂的方法

摘要

本发明公开了一种氮化硼‑碳纳米管纳米复合物协同改性环氧树脂的方法，包括以下步骤：1)利用浓硫酸和浓硝酸对碳纳米管进行羧基化；2)液相辅助超声剥离氮化硼，再利用硅烷偶联剂对氮化硼改性；3)加热回流制备氮化硼‑碳纳米管纳米复合物；4)原位聚合的方式制备出氮化硼‑碳纳米管/环氧树脂复合材料。本发明有效的改善了碳纳米管在环氧树脂中的分散性，提高了环氧树脂的力学性能和导热性能。

主权项

1.一种氮化硼‑碳纳米管纳米复合物协同改性环氧树脂的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)碳纳米管羧基化：称取0.2g碳纳米管，加入75ml浓硫酸和25ml浓硝酸的混合溶液，在40℃的水浴条件下磁力搅拌10h，高速离心后留取下层物质，将下层物质的pH值调至7，得到羧基化碳纳米管；(2)氮化硼剥离：称取0.5g氮化硼，加入100ml异丙醇，搅拌均匀后超声48h，低速离心留取上层溶液；(3)氮化硼改性：向步骤(2)得到的上层溶液中加入硅烷偶联剂和醇水得到混合溶液，升温至75℃搅拌回流反应4小时，再用透析袋透析48h，冷冻干燥后得到改性氮化硼；步骤(3)混合溶液中氮化硼、硅烷偶联剂和醇水的质量体积比为1g：3g：1000mL，其中醇水为异丙醇和水，两者体积比为3:1；此处计算配比量时的醇水是指混合溶液中的总的异丙醇和水，并不单单指步骤3中加入的醇水；(4)将步骤(1)制备的羧基化碳纳米管分散到异丙醇中，超声1小时得到碳纳米管分散液；将步骤(3)制备的改性氮化硼分散到异丙醇中，超声1小时得到氮化硼分散液；将碳纳米管分散液和氮化硼分散液混合，70℃下搅拌回流反应10小时，干燥后得到氮化硼‑碳纳米管纳米复合物；步骤(4)中的碳纳米管和氮化硼的质量比为5：1；(5)称取3g环氧树脂加入10ml N,N‑二甲基甲酰胺中，60℃下搅拌30min，得到环氧树脂溶液；(6)将步骤(4)制备的氮化硼‑碳纳米管纳米复合物加入20ml N,N‑二甲基甲酰胺中，随后再加入0.75g固化剂，超声分散均匀后加入步骤5制备的环氧树脂溶液中，继续超声2.5小时，旋蒸除去溶剂，倒入聚四氟乙烯模具中固化即得到改性环氧树脂；步骤(6)中氮化硼‑碳纳米管纳米复合物的质量为环氧树脂树脂质量的0.2‑1％；所述固化剂为4,4′‑二氨基二苯甲烷。