一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法，将碳纳米管经过两次改性后，掺杂到有机玻璃中，改性碳纳米管以纳米或微米级的颗粒或片状结构均匀分散在有机玻璃基体中，通过在基体中形成导电网络而使电荷流通，从而显著提高了有机玻璃的抗静电能力。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法。
技术介绍
有机玻璃外表美观且具有良好的加工性能，是一种特别受人们欢迎与喜爱的建筑装饰材料，被广泛用于建筑物层顶的腰板、隔间、天花板、门及吊灯等。除此之外，有机玻璃良好的电绝缘性能，使其在仪器、仪表零件、汽车配件和电器绝缘材料等方面也有广泛的应用。但是其良好的电绝缘性能也带来一些问题，如材料表面容易产生静电积累，从而导致吸尘，影响美观。对于家用电器而言，这种静电积累还会影响电器性能，严重时甚至会引起爆炸。另外，受到热稳定性差、使用温度较低和容易燃烧等缺点的影响，它的应用范围也在一定程度上受到了限制。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种抗静电性良好，同时具有优异的力学性能的有机玻璃制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法，包括以下步骤：（1）将以重量份计的10-20份碳纳米管在-10-0℃冷冻4-6h后，球磨2-3min后，将所得碳纳米管加入到40-50份酸溶液中搅拌均匀，在55-59℃的恒温水浴中超声1-2h，加入100-200份去离子水稀释，室温下静置5-10h后，滤去上清液，抽滤下层溶液，得到酸化的碳纳米管，用去离子水洗涤2-3次后，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，备用；（2）将步骤（1）所得物、3-5份偶联剂加入到80-100份的无水乙醇和氨水混合液中，40-50℃下磁力搅拌5-10min，然后匀速滴加8-12份正硅酸乙酯，滴加完毕后继续磁力搅拌5-10h，常温下静置2-3h后，过滤，去离子水洗涤2-3次，真空干燥箱30-50℃条件下烘干，得到二氧化硅粒子改性碳纳米管；（3）将步骤（2）所得物二次改性处理后备用；将0.5-1.5份过氧化二苯甲酰加入到80-120份乙醇中，搅拌溶解后，加入步骤所述二次改性后所得物，2-5份增塑剂，1-3份硅烷偶联剂，30-40℃下搅拌3-5min后，倒入模具内，用薄膜封好，置于水浴装置中，升温至55-65℃，保温2-4h，然后升温至80-90℃，保温0.5-1h，最后降温至40-55℃，保温2-3h即可。进一步的，步骤（1）中所述酸溶液是50-70%的硫酸和30-50%的硝酸，重量比为5:1-2。进一步的，步骤（2）所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种。进一步的，步骤（3）中所述二次改性方法为：将步骤（2）所得物、0.5-1份氟化钠和0.5-1份纳米铁粉混合球磨1-2min后，通入氩气，然后以8-15℃/min的速率升温至1300-1400℃，保温10-30s，控制降温速率为20-30℃/min冷却至室温；进一步的，步骤（3）所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。进一步的，步骤（3）所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。进一步的，步骤（3）所述薄膜为预先扎有针孔的薄膜。本专利技术的有益效果：本专利技术将碳纳米管经过两次改性后，掺杂到有机玻璃中，改性碳纳米管以纳米或微米级的颗粒或片状结构均匀分散在有机玻璃基体中，通过在基体中形成导电网络而使电荷流通，从而显著提高了有机玻璃的抗静电能力；将碳纳米管冷冻后进行球磨，有效防止碳纳米管在球磨过程中灰飞和团聚，初步激活碳纳米管，接着采用硫酸和硝酸的混合酸溶液超声处理碳纳米管，向碳纳米管表面引入含氧基团，可以使碳纳米管之间的氢键作用力增强，进一步阻止了碳纳米管的团聚，改善其分散性；通过溶胶凝胶在碳纳米管体系中引入二氧化硅作为其载体，再利用硅烷偶联剂对二氧化硅粒子进行改性，一方面改性过的二氧化硅可以均匀的分布在有机玻璃基底中，另一方面，进一步改善了碳纳米管之间的团聚现象；利用氟化钠和纳米铁粉作为催化剂对二氧化硅和碳纳米管进行高温处理，可使二氧化硅和碳纳米管的接触界面发生反应，生成坚硬的碳化硅，不仅可以作为增强组分提高有机玻璃的力学性能，同时生成的碳化硅加强了二氧化、碳纳米管以及其与有机大分子基底的结合强度，进一步提升其力学性能。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制。实施例1一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法，包括以下步骤：（1）将以重量份计的10份碳纳米管在-10℃冷冻4h后，球磨2min后，将所得碳纳米管加入到40份酸溶液中搅拌均匀，在55℃的恒温水浴中超声1h，加入100份去离子水稀释，室温下静置5h后，滤去上清液，抽滤下层溶液，得到酸化的碳纳米管，用去离子水洗涤2次后，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，备用；（2）将步骤（1）所得物、3偶联剂加入到80份的无水乙醇和氨水混合液中，40℃下磁力搅拌5min，然后匀速滴加8份正硅酸乙酯，滴加完毕后继续磁力搅拌5h，常温下静置2h后，过滤，去离子水洗涤2次，真空干燥箱30℃条件下烘干，得到二氧化硅粒子改性碳纳米管；（3）将步骤（2）所得物二次改性处理后备用；将0.5份过氧化二苯甲酰加入到80份乙醇中，搅拌溶解后，加入步骤所述二次改性后所得物，2份增塑剂，1硅烷偶联剂，30℃下搅拌3min后，倒入模具内，用薄膜封好，置于水浴装置中，升温至55℃，保温2h，然后升温至80℃，保温0.5h，最后降温至40℃，保温2h即可。进一步的，步骤（1）中所述酸溶液是50%的硫酸和30%的硝酸，重量比为5:1。进一步的，步骤（2）所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种。进一步的，步骤（3）中所述二次改性方法为：将步骤（2）所得物、0.5份氟化钠和0.5份纳米铁粉混合球磨1min后，通入氩气，然后以8℃/min的速率升温至1300℃，保温10s，控制降温速率为20℃/min冷却至室温；进一步的，步骤（3）所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。进一步的，步骤（3）所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。进一步的，步骤（3）所述薄膜为预先扎有针孔的薄膜。实施例2（1）将以重量份计的15份碳纳米管在-5℃冷冻5h后，球磨2min后，将所得碳纳米管加入到45份酸溶液中搅拌均匀，在57℃的恒温水浴中超声1.5h，加入150份去离子水稀释，室温下静置8h后，滤去上清液，抽滤下层溶液，得到酸化的碳纳米管，用去离子水洗涤2次后，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，备用；（2）将步骤（1）所得物、4份偶联剂加入到90份的无水乙醇和氨水混合液中，45℃下磁力搅拌8min，然后匀速滴加10份正硅酸乙酯，滴加完毕后继续磁力搅拌7h，常温下静置2.5h后，过滤，去离子水洗涤2次，真空干燥箱40℃条件下烘干，得到二氧化硅粒子改性碳纳米管；（3）将步骤（2）所得物二次改性处理后备用；将0份过氧化二苯甲酰加入到100份乙醇中，搅拌溶解后，加入步骤所述二次改性后所得物，3份增塑剂，2份硅烷偶联剂，38℃下搅拌4min后，倒入模具内，用薄膜封好，置于水浴装置中，升温至60℃，保温3h，然后升温至85℃，保温0.5h，最后降温至50℃，保温3h即可。进一步的，步骤（1）中所述酸溶液是60%的硫酸和40%的硝酸，重量比为5:2。进一步的，步骤（2）所述偶联剂为钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或硅烷偶联剂中的一种。进一步的，步骤（3）中所述二次改性方法为：将步骤（2）所得物、1份氟化钠和1份纳米铁粉混合球磨2min后，通入氩气，然后以10℃/min的速率升温至135本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将以重量份计的10‑20份碳纳米管在‑10‑0℃冷冻4‑6h后，球磨2‑3min后，将所得碳纳米管加入到40‑50份酸溶液中搅拌均匀，在55‑59℃的恒温水浴中超声1‑2h，加入100‑200份去离子水稀释，室温下静置5‑10h后，滤去上清液，抽滤下层溶液，得到酸化的碳纳米管，用去离子水洗涤2‑3次后，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，备用；（2）将步骤（1）所得物、3‑5份偶联剂加入到80‑100份的无水乙醇和氨水混合液中，40‑50℃下磁力搅拌5‑10min，然后匀速滴加8‑12份正硅酸乙酯，滴加完毕后继续磁力搅拌5‑10h，常温下静置2‑3h后，过滤，去离子水洗涤2‑3次，真空干燥箱30‑50℃条件下烘干，得到二氧化硅粒子改性碳纳米管；（3）将步骤（2）所得物二次改性处理后备用；将0.5‑1.5份过氧化二苯甲酰加入到80‑120份乙醇中，搅拌溶解后，加入步骤所述二次改性后所得物，2‑5份增塑剂，1‑3份硅烷偶联剂，30‑40℃下搅拌3‑5min后，倒入模具内，用薄膜封好，置于水浴装置中，升温至55‑65℃，保温2‑4h，然后升温至80‑90℃，保温0.5‑1h，最后降温至40‑55℃，保温2‑3h即可。...

【技术特征摘要】
1.一种抗静电高强度的有机玻璃制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将以重量份计的10-20份碳纳米管在-10-0℃冷冻4-6h后，球磨2-3min后，将所得碳纳米管加入到40-50份酸溶液中搅拌均匀，在55-59℃的恒温水浴中超声1-2h，加入100-200份去离子水稀释，室温下静置5-10h后，滤去上清液，抽滤下层溶液，得到酸化的碳纳米管，用去离子水洗涤2-3次后，置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，备用；（2）将步骤（1）所得物、3-5份偶联剂加入到80-100份的无水乙醇和氨水混合液中，40-50℃下磁力搅拌5-10min，然后匀速滴加8-12份正硅酸乙酯，滴加完毕后继续磁力搅拌5-10h，常温下静置2-3h后，过滤，去离子水洗涤2-3次，真空干燥箱30-50℃条件下烘干，得到二氧化硅粒子改性碳纳米管；（3）将步骤（2）所得物二次改性处理后备用；将0.5-1.5份过氧化二苯甲酰加入到80-120份乙醇中，搅拌溶解后，加入步骤所述二次改性后所得物，2-5份增塑剂，1-3份硅烷偶联剂，30-40℃下搅拌3-5min后，倒入模具内，用薄膜封好，置于水浴装置中，升温至55-65℃，保温2-4h，然后升温至80-90℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴二胜，
申请(专利权)人：安徽新胜塑料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34