一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下幾種制備方法：插層復(fù)合法、共混法、原位聚合法、溶膠-凝膠法。本發(fā)明采用多種制備方法制成高分子基碳納米管復(fù)合材料，具有制備方法簡(jiǎn)單，制備方法靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從上個(gè)世紀(jì)末納米技術(shù)的出現(xiàn)，納米材料的獨(dú)特性能引起人們的廣泛關(guān)注。把納米材料與高分子材料復(fù)合，制備高性能和功能化的復(fù)合材料成為高分子材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。作為納米材料領(lǐng)域之一的碳納米管具有獨(dú)特的物理性能，是一種具有納米直徑的管狀碳纖維，它具有超強(qiáng)的韌性和強(qiáng)度以及優(yōu)異的導(dǎo)電性能。通過(guò)不同的復(fù)合方法可制備出增強(qiáng)、導(dǎo)電和電磁屏蔽的優(yōu)異性能的材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。[0003]由于高分子材料來(lái)源豐富、制造方便、加工容易、節(jié)省能源和投資、效益顯著、品種繁多、用途廣泛，因而在材料領(lǐng)域占有的比重越來(lái)越大。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，對(duì)高分子材料不斷提出各種各樣的新要求，使高分子材料科學(xué)的發(fā)展呈現(xiàn)出高性能化、功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化的趨勢(shì)。而納米技術(shù)的出現(xiàn)則為材料科學(xué)的發(fā)展帶來(lái)革命性的變化，為高性能、功能化的材料開(kāi)創(chuàng)了新的領(lǐng)域。因而世界上許多國(guó)家把納米材料的開(kāi)發(fā)放在了特別重要的位置，并形成一股納米復(fù)合材料的熱潮。
[0004]納米材料是指平均粒徑在納米級(jí)(1-1OOnm)范圍內(nèi)的固體材料的總稱。而作為其中重要的一個(gè)部分則是聚合物/無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合材料，一般是指以有機(jī)高分子聚合物為連續(xù)相與納米粒子進(jìn)行復(fù)合而得到的復(fù)合材料。這種材料能夠充分的結(jié)合高分子材料以及納米粒子所具有的特性，大大的擴(kuò)展了高分子材料的應(yīng)用領(lǐng)域，而成為納米材料里的研究熱門(mén)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有制備方法簡(jiǎn)單，制備方法靈活的優(yōu)點(diǎn)的高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下幾種制備方法:插層復(fù)合法、共混法、原位聚合法、溶膠-凝膠法。
[0007]進(jìn)一步的，所述插層復(fù)合法主要有兩種:一是插層聚合法，即先將聚合物單體分散，與經(jīng)插層劑處理的層狀硅酸鹽混合，然后原位聚合，利用聚合時(shí)放出的熱量，使其剝離成厚約lnm、長(zhǎng)寬均約IOOnm的層狀硅酸鹽基本單元，均勻分散在聚合物基體中，實(shí)現(xiàn)高分子與硅酸鹽在納米尺度上的復(fù)合。二是聚合物插層，即將聚合物熔體或溶液與硅酸鹽混合，利用力學(xué)或熱力學(xué)作用使層狀硅酸鹽剝離成納米尺度的片層并均勻分散在聚合物基體中形成納米復(fù)合材料。其中聚合物熔融插層是聚合物在高于其軟化溫度下加熱，在靜止或剪切力作用下直接插層進(jìn)入硅酸鹽片層間，無(wú)需溶劑。
[0008]進(jìn)一步的，所述共混法是通過(guò)溶液共混、乳液共混與溶液共混、熔融共混和機(jī)械共混等4種方式制得納米復(fù)合材料。[0009]進(jìn)一步的，所述原位聚合法是將經(jīng)過(guò)表面處理的納米粒子加入到單體中，混合均勻，然后在適當(dāng)條件引發(fā)單體聚合，從而制得聚合物基納米復(fù)合材料。
[0010]更進(jìn)一步的，所述溶膠-凝膠法是將烷氧金屬或金屬鹽等前驅(qū)物質(zhì)(水溶性鹽或油溶性醇鹽)溶于水或有機(jī)溶劑中形成均質(zhì)溶液，溶質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)形成納米粒子并形成溶膠，縮聚形成凝膠，再經(jīng)溶劑揮發(fā)或加熱等方法處理制成固體樣品的方法。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0012]本發(fā)明采用多種制備方法制成高分子基碳納米管復(fù)合材料，具有制備方法簡(jiǎn)單，制備方法靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】[0013]實(shí)施例1:
[0014]一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，采用插層復(fù)合法制備而成，所述插層復(fù)合法主要有兩種:一是插層聚合法，即先將聚合物單體分散，與經(jīng)插層劑處理的層狀硅酸鹽混合，然后原位聚合，利用聚合時(shí)放出的熱量，使其剝離成厚約lnm、長(zhǎng)寬均約IOOnm的層狀硅酸鹽基本單元，均勻分散在聚合物基體中，實(shí)現(xiàn)高分子與硅酸鹽在納米尺度上的復(fù)合。二是聚合物插層，即將聚合物熔體或溶液與硅酸鹽混合，利用力學(xué)或熱力學(xué)作用使層狀硅酸鹽剝離成納米尺度的片層并均勻分散在聚合物基體中形成納米復(fù)合材料。其中聚合物熔融插層是聚合物在高于其軟化溫度下加熱，在靜止或剪切力作用下直接插層進(jìn)入硅酸鹽片層間，無(wú)需溶劑。
[0015]實(shí)施例2:
[0016]一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，采用共混法制備而成，所述共混法是通過(guò)溶液共混、乳液共混與溶液共混、熔融共混和機(jī)械共混等4種方式制得納米復(fù)合材料。
[0017]實(shí)施例3:
[0018]一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，采用原位聚合法制備而成，所述原位聚合法是將經(jīng)過(guò)表面處理的納米粒子加入到單體中，混合均勻，然后在適當(dāng)條件引發(fā)單體聚合，從而制得聚合物基納米復(fù)合材料。
[0019]實(shí)施例4:
[0020]一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，采用溶膠-凝膠法制備而成，所述溶膠-凝膠法是將烷氧金屬或金屬鹽等前驅(qū)物質(zhì)(水溶性鹽或油溶性醇鹽)溶于水或有機(jī)溶劑中形成均質(zhì)溶液，溶質(zhì)發(fā)生水解反應(yīng)形成納米粒子并形成溶膠，縮聚形成凝膠，再經(jīng)溶劑揮發(fā)或加熱等方法處理制成固體樣品的方法。
[0021]綜上所述，本發(fā)明采用多種制備方法制成高分子基碳納米管復(fù)合材料，具有制備方法簡(jiǎn)單，制備方法靈活的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書(shū)中記載的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括以下幾種制備方法:插層復(fù)合法、共混法、原位聚合法、溶膠-凝膠法。
2.一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述插層復(fù)合法主要有兩種:一是插層聚合法，即先將聚合物單體分散，與經(jīng)插層劑處理的層狀硅酸鹽混合，然后原位聚合，利用聚合時(shí)放出的熱量，使其剝離成厚約lnm、長(zhǎng)寬均約IOOnm的層狀硅酸鹽基本單元，均勻分散在聚合物基體中，實(shí)現(xiàn)高分子與硅酸鹽在納米尺度上的復(fù)合。二是聚合物插層，即將聚合物熔體或溶液與硅酸鹽混合，利用力學(xué)或熱力學(xué)作用使層狀硅酸鹽剝離成納米尺度的片層并均勻分散在聚合物基體中形成納米復(fù)合材料。其中聚合物熔融插層是聚合物在高于其軟化溫度下加熱，在靜止或剪切力作用下直接插層進(jìn)入硅酸鹽片層間，無(wú)需溶劑。
3.一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述共混法是通過(guò)溶液共混、乳液共混與溶液共混、熔融共混和機(jī)械共混等4種方式制得納米復(fù)合材料。
4.一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述原位聚合法是將經(jīng)過(guò)表面處理的納米粒子加入到單體中，混合均勻，然后在適當(dāng)條件引發(fā)單體聚合，從而制得聚合物基納米復(fù)合材料。
5.一種高分子基碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述溶膠-凝膠法是將烷氧金屬或金屬鹽等前驅(qū)物質(zhì)(水溶性鹽或油溶性醇鹽)溶于水或有機(jī)溶劑中形成均質(zhì)溶液，溶質(zhì)發(fā)生水解 反應(yīng)形成納米粒子并形成溶膠，縮聚形成凝膠，再經(jīng)溶劑揮發(fā)或加熱等方法處理制成固體樣品的方法。
【文檔編號(hào)】C08L101/00GK103897420SQ201410140709
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】李培成, 陳章華 申請(qǐng)人:江蘇天澤納米科技有限公司