本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，涉及多聚物的復(fù)合材料，尤其涉及一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具；然后如何將填料粒子與聚丙烯更好的相容，是決定復(fù)合材料品質(zhì)的關(guān)鍵因素，影響聚合物無機(jī)納米復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素主要色括：無機(jī)納米粒子與聚合物基體之間的容性；納米粒子在聚合物基體中的分散狀態(tài)；二者界面間的和互作用。然而，由于納米粒子自身的團(tuán)聚效應(yīng)，致使其難以均勻地分散在聚合物基體中形成納米復(fù)合材料。因此，為了改善無機(jī)納米粒子在聚合物基體中的分散及界面間相互作用力，通常需要對無機(jī)納米粒子表面進(jìn)行共價(jià)或非共價(jià)鍵功能化改性。共價(jià)鍵功能化改性是目前最為廣泛、有效的改性方法，相比較于非共價(jià)鍵改性，改性劑分子主要通過共價(jià)鍵作用和無機(jī)納米粒子連接在一起，其相互作用強(qiáng)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。同時(shí)還可以通過共價(jià)鍵改性在無機(jī)納米粒子表面引入活性官能團(tuán)或位點(diǎn)，進(jìn)一步通過接枝或原位聚合方法制備聚合物納米復(fù)合材料，有利于獲得分散性好、相互作用力強(qiáng)、性能優(yōu)異的聚合物納米復(fù)合材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于改善填料粒子在聚合物中的分散性，提高成品的穩(wěn)定性，提供一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料及其制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
三氧化二銻1-2、碳納米管6-9、高密度聚丙烯110-130、二水石膏粉2-3、二苯基硅二醇3-4、2-巰基苯并咪唑0.4-1、二甘醇二苯甲酸酯3-5、四丁基溴化銨1-2、脂肪酸二乙醇酰胺0.7-1、硫酸鋁銨1-2、對甲基苯磺酸0.8-1、乙氧基化烷基酚硫酸銨0.5-1、甲基三乙氧基硅烷0.4-1、肉豆蔻酸鈉皂2-3、硫酸亞鐵銨0.1-0.2。
一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將上述碳納米管加入到96-98％的硝酸溶液中，浸泡1-2小時(shí)，過濾，將沉淀水洗3-4次，常溫干燥，與上述對甲基苯磺酸混合，加入到混合料重量10-13倍的去離子水中，在57-60℃下保溫?cái)嚢?0-50分鐘，加入上述硫酸亞鐵銨，攪拌反應(yīng)20-30分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，在60-65℃下真空干燥1-2小時(shí)，得改性碳納米管；
(2)將上述2-巰基苯并咪唑加入到其重量10-14倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為65-70℃，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，加入上述脂肪酸二乙醇酰胺，攪拌至常溫，得酰胺醇分散液；
(3)將上述硫酸鋁銨、二水石膏粉混合，加入到混合料重量10-14倍的去離子水中，在70-75℃下保溫?cái)嚢?0-20分鐘，加入乙氧基化烷基酚硫酸銨，攪拌至常溫，與上述三氧化二銻混合，送入烘箱中，干燥完全，出料冷卻，與上述改性碳納米管混合，球磨均勻，得改性填料；
(4)將上述肉豆蔻酸鈉皂加入到其重量30-40倍的無水乙醇中，升高溫度為76-80℃，酰胺醇分散液，保溫?cái)嚢?-5分鐘，加入上述二苯基硅二醇、甲基三乙氧基硅烷，繼續(xù)保溫?cái)嚢?0-15分鐘，加入上述改性填料，超聲10-13分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，常溫干燥，得硅烷改性填料；
(5)將上述硅烷改性填料與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機(jī)，熔融擠出，冷卻，即得所述復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明加入的碳納米管可以有效的提高成品復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性，本發(fā)明將硅烷醇液與酰胺醇分散液混合改性填料，可以有效的提高填料粒子在聚合物中的分散性，提高成品的穩(wěn)定性強(qiáng)度，本發(fā)明的成品具有很好的力學(xué)性能、表面疏水性好，綜合性能優(yōu)越。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
三氧化二銻1、碳納米管9、高密度聚丙烯130、二水石膏粉3、二苯基硅二醇4、2-巰基苯并咪唑0.4、二甘醇二苯甲酸酯5、四丁基溴化銨1、脂肪酸二乙醇酰胺0.7、硫酸鋁銨1、對甲基苯磺酸0.8、乙氧基化烷基酚硫酸銨0.5、甲基三乙氧基硅烷0.4、肉豆蔻酸鈉皂2、硫酸亞鐵銨0.2。
一種碳納米管補(bǔ)強(qiáng)多聚物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將上述碳納米管加入到96-98％的硝酸溶液中，浸泡1小時(shí)，過濾，將沉淀水洗3次，常溫干燥，與上述對甲基苯磺酸混合，加入到混合料重量13倍的去離子水中，在60℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述硫酸亞鐵銨，攪拌反應(yīng)30分鐘，過濾，將沉淀水洗2次，在65℃下真空干燥2小時(shí)，得改性碳納米管；
(2)將上述2-巰基苯并咪唑加入到其重量14倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為70℃，保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述脂肪酸二乙醇酰胺，攪拌至常溫，得酰胺醇分散液；
(3)將上述硫酸鋁銨、二水石膏粉混合，加入到混合料重量14倍的去離子水中，在75℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入乙氧基化烷基酚硫酸銨，攪拌至常溫，與上述三氧化二銻混合，送入烘箱中，干燥完全，出料冷卻，與上述改性碳納米管混合，球磨均勻，得改性填料；
(4)將上述肉豆蔻酸鈉皂加入到其重量40倍的無水乙醇中，升高溫度為80℃，加入上述酰胺醇分散液，保溫?cái)嚢?分鐘，加入上述二苯基硅二醇、甲基三乙氧基硅烷，繼續(xù)保溫?cái)嚢?5分鐘，加入上述改性填料，超聲13分鐘，過濾，將沉淀水洗2-3次，常溫干燥，得硅烷改性填料；
(5)將上述硅烷改性填料與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機(jī)，熔融擠出，冷卻，即得所述復(fù)合材料。
性能測試：
拉伸強(qiáng)度25.1MPa；
斷裂伸長率354％。