一种碳纳米管复合导电材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳纳米管复合导电材料及其制备方法，所述的复合导电材料是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1‑0.2、丙烯酸钠10‑20、过硫酸铵1‑1.8、吡啶40‑60、碳纳米管100‑130、环氧丙烷6‑8、甲基丙烯酸甲酯10‑14、磷酸二氢铝2‑3、催化剂0.01‑0.013。本发明专利技术通过碳纳米管表面的醇羟基与环氧基在碳酸钠的催化下反应，从而改善了吡啶与碳纳米管的相容性，最后在引发剂作用下聚合，得到聚吡啶与碳纳米管的复合材料，本发明专利技术的复合材料力学和导电稳定性好，综合性能优越。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管复合导电材料及其制备方法
本专利技术属于导电材料领域，具体涉及一种碳纳米管复合导电材料及其制备方法。
技术介绍
纳米炭材料中，碳纳米管(CNTs)因具有特殊的一维结构及物理化学性质，特别其优异的机械性能和电化学性能，使其在很多领域都有广泛的应用前景，如功能性复合材料，能量存储和转换器件，传感器，场发射，半导体器件等，其中，碳纳米管与导电高分子形成的高导电性复合材料逐渐成为研究热点；然而，由于碳纳米管与导电高分子的相容性较差，如果导电高分子团聚在碳纳米管的表面，就有可能堵塞碳纳米管的电子传递，从而降低其电容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种碳纳米管复合导电材料及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种碳纳米管复合导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1-0.2、丙烯酸钠10-20、过硫酸铵1-1.8、吡啶40-60、碳纳米管100-130、环氧丙烷6-8、甲基丙烯酸甲酯10-14、磷酸二氢铝2-3、催化剂0.01-0.013。所述的催化剂为甲醇锂。所述碳纳米管复合导电材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取吡啶，加入到其重量10-15倍的去离子水中，搅拌均匀，得吡啶分散液；(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为95-105℃，搅拌反应1-2小时，加入催化剂，调节反应釜温度为150-160℃，加入上述吡啶分散液，保温反应3-4小时，出料冷却，得环氧改性吡啶溶液；(4)取磷酸二氢铝、碳纳米管，在140-160℃下加热20-50分钟，与丙烯酸钠混合，加入到混合料重量10-13倍的去离子水中，超声1-2小时，得碳纳米管分散液；(5)取上述环氧改性吡啶溶液、碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，升高温度为130-150℃，加入碳酸钠，保温搅拌4-6小时，冷却至常温，得改性碳纳米管分散液；(6)取上述改性碳纳米管分散液，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-75℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3-5小时，过滤，将沉淀水洗，真空75-80℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合导电材料。本专利技术的优点：本专利技术以甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇为原料，以甲醇锂为催化剂对吡啶进行改性，得到环氧改性吡啶溶液，然后将碳纳米管、丙烯酸钠共混，得碳纳米管分散液，再通过碳纳米管表面的醇羟基与环氧基在碳酸钠的催化下反应，从而改善了吡啶与碳纳米管的相容性，最后在引发剂作用下聚合，得到聚吡啶与碳纳米管的复合材料，本专利技术的复合材料力学和导电稳定性好，导电高分子不易团聚，电容量高，综合性能优越。具体实施方式实施例1一种碳纳米管复合导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1、丙烯酸钠10、过硫酸铵1、吡啶40、碳纳米管100、环氧丙烷6、甲基丙烯酸甲酯10、磷酸二氢铝2、催化剂0.01。所述的催化剂为甲醇锂。所述碳纳米管复合导电材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取吡啶，加入到其重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，得吡啶分散液；(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为95℃，搅拌反应1小时，加入催化剂，调节反应釜温度为150℃，加入上述吡啶分散液，保温反应3小时，出料冷却，得环氧改性吡啶溶液；(4)取磷酸二氢铝、碳纳米管，在140℃下加热20分钟，与丙烯酸钠混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，超声1小时，得碳纳米管分散液；(5)取上述环氧改性吡啶溶液、碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，升高温度为130℃，加入碳酸钠，保温搅拌4小时，冷却至常温，得改性碳纳米管分散液；(6)取上述改性碳纳米管分散液，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌3小时，过滤，将沉淀水洗，真空75℃下干燥1小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合导电材料。实施例2一种碳纳米管复合导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.2、丙烯酸钠20、过硫酸铵1.8、吡啶60、碳纳米管130、环氧丙烷8、甲基丙烯酸甲酯14、磷酸二氢铝3、催化剂0.013。所述的催化剂为甲醇锂。所述碳纳米管复合导电材料的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取吡啶，加入到其重量15倍的去离子水中，搅拌均匀，得吡啶分散液；(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为105℃，搅拌反应2小时，加入催化剂，调节反应釜温度为160℃，加入上述吡啶分散液，保温反应4小时，出料冷却，得环氧改性吡啶溶液；(4)取磷酸二氢铝、碳纳米管，在160℃下加热50分钟，与丙烯酸钠混合，加入到混合料重量13倍的去离子水中，超声2小时，得碳纳米管分散液；(5)取上述环氧改性吡啶溶液、碳纳米管分散液混合，搅拌均匀，升高温度为150℃，加入碳酸钠，保温搅拌6小时，冷却至常温，得改性碳纳米管分散液；(6)取上述改性碳纳米管分散液，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌5小时，过滤，将沉淀水洗，真空80℃下干燥2小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合导电材料。性能测试：本专利技术实施例1的碳纳米管复合导电材料：比电容为188.8F/g；本专利技术实施例2的碳纳米管复合导电材料：比电容为191.5F/g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管复合导电材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1‑0.2、丙烯酸钠10‑20、过硫酸铵1‑1.8、吡啶40‑60、碳纳米管100‑130、环氧丙烷6‑8、甲基丙烯酸甲酯10‑14、磷酸二氢铝2‑3、催化剂0.01‑0.013。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管复合导电材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：碳酸钠0.1-0.2、丙烯酸钠10-20、过硫酸铵1-1.8、吡啶40-60、碳纳米管100-130、环氧丙烷6-8、甲基丙烯酸甲酯10-14、磷酸二氢铝2-3、催化剂0.01-0.013。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管复合导电材料，其特征在于，所述的催化剂为甲醇锂。3.一种如权利要求1所述碳纳米管复合导电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取吡啶，加入到其重量10-15倍的去离子水中，搅拌均匀，得吡啶分散液；(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为95-105℃，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艺宾，
申请(专利权)人：合肥艾飞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34