一种碳纳米管改性塑料外壳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改性塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的：壳聚糖1‑2、碳纳米管3‑4、氯化亚砜40‑50、N，N‑二甲基甲酰胺3‑5、乙二胺100‑120、三聚氰胺16‑20、35‑37%的甲醛水溶液36‑40、聚氯乙烯170‑200、75‑80wt%的硫酸20‑30、95‑98wt%的硝酸30‑40、十二烷基三甲基氯化铵2‑3、高岭土20‑30、磷酸钙10‑14、聚丙烯酸丁酯10‑13、三丁基三氯化锡0.7‑1、四丁基溴化铵2‑3、硬脂酸4‑5。本发明专利技术的塑料外壳环保无毒，适应性好，在日晒、雨水中均具有很好的表面抗性，对插秧机内部保护性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料生产领域，尤其涉及一种碳纳米管改性塑料外壳材料及其制备方法。
技术介绍
碳纳米管具有优异的力学性能和自润滑性,作为填充材料,若能均勾分散于聚氯乙烯基体中,并且能与聚氯乙烯基体之间形成良好的界面相容性,则可以有效地提高聚氯乙烯基体的力学性能和摩擦性能。但是,由于碳纳米管的表面能和比表面积大,导致碳纳米管易团聚;同时,碳纳米管表面呈现很强的非极性,使其不溶于任何溶剂及聚合物。因此,为了提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性,增强碳纳米管与聚合物基体之间的界面相容性,需要在碳纳米管表面引入功能基团,提高碳纳米管表面活性。 目前,关于碳纳米管功能化的研究很多,主要集中在碳纳米管对于聚合物结构和宏观性能的影响。许多研究也己经证实,碳纳米管的功能化处理,可以有效地在碳纳米管表面引入有机官能团,降低碳纳米管的表面能,改善碳纳米管的团聚现象,提高碳纳米管在聚合物基体中的分散性,增强两者之间的界面粘结力。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种碳纳米管改性塑料外壳材料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种碳纳米管改性塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的：壳聚糖1-2、碳纳米管3-4、氯化亚砜40-50、N，N-二甲基甲酰胺3-5、乙二胺100-120、三聚氰胺16-20、35-37%的甲醛水溶液36-40、聚氯乙烯170-200、75-80wt%的硫酸20-30、95-98wt%的硝酸30-40、十二烷基三甲基氯化铵2-3、高岭土20-30、磷酸钙10-14、聚丙烯酸丁酯10-13、三丁基三氯化锡0.7-1、四丁基溴化铵2-3、硬脂酸4-5。一种所述的碳纳米管改性塑料外壳材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将上述75-80wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在50-60℃的恒温水浴中超声振荡2-3小时，加入体系重量8-10倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，得滤饼；（2）将上述滤饼与磷酸钙混合，加入上述硬脂酸重量的10-16%，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，升高温度为80-90℃，真空干燥10-13小时，得酸化碳纳米管；（3）将上述十二烷基三甲基氯化铵加入到16-20倍去离子水中，加入上述聚丙烯酸丁酯重量的20-30%、壳聚糖，在70-80℃下保温搅拌10-15分钟，加入高岭土，脱水，在100-110℃下真空干燥20-30分钟，得改性高岭土；（4）将上述氯化亚砜与N，N-二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀，加入上述酸化碳纳米管，在70-75℃的水浴中保温搅拌20-24小时，将反应产物用无水四氢呋喃洗涤，抽滤，真空干燥，得酰氯化碳纳米管；（5）将上述酰氯化碳纳米管与乙二胺混合，在100-105℃的油浴中保温搅拌46-50小时，将反应产物用二氯甲烷和无水乙醇依次洗涤，抽滤，真空干燥，与上述改性高岭土混合，加入剩余的硬脂酸，搅拌均匀，得胺化碳纳米管；（6）将三聚氰胺、35-37%的甲醛水溶液、胺化碳纳米管混合，在70-75℃下保温搅拌10-20分钟，调节PH为8-9，保温反应2-3小时，置于30-35℃的真空烘箱中，除水后用柠檬酸调节PH为5-6，在50-60℃的烘箱中固化7-8小时，得到碳纳米管改性密胺树脂；（7）将上述碳纳米管改性密胺树脂与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得。本专利技术的优点是：本专利技术首先采用混酸处理碳纳米管，引入含氧基团，可以使得碳纳米管之间的氢键作用力增强，降低碳纳米管的缠绕状态，改善其分散性；然后经过胺化处理，可以降低碳纳米管的表面能，消除其表面电荷，提高碳纳米管的分散能力，增加其与基体的界面结合力；而将改性后的碳纳米管与三聚氰胺、甲醛水溶液共聚合成密胺树脂，改性后的碳纳米管表面的基团可以与密胺树脂中的氨基形成氢键以及其它的极性相互作用，从而提高了复合材料的耐热稳定性，为提高成品结构稳定性强度起到促进作用；本专利技术的塑料外壳环保无毒，适应性好，在日晒、雨水中均具有很好的表面抗性，对插秧机内部保护性强。具体实施方式一种碳纳米管改性塑料外壳材料，它是由下述重量份的原料组成的：壳聚糖1、碳纳米管3、氯化亚砜40、N，N二甲基甲酰胺3、乙二胺100、三聚氰胺16、35%的甲醛水溶液36、聚氯乙烯170、75wt%的硫酸20、95wt%的硝酸30、十二烷基三甲基氯化铵2、高岭土20、磷酸钙10、聚丙烯酸丁酯10、三丁基三氯化锡0.7、四丁基溴化铵2、硬脂酸4。一种所述的碳纳米管改性塑料外壳材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将上述75wt%的硫酸、95wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在50℃的恒温水浴中超声振荡2小时，加入体系重量8倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，得滤饼；（2）将上述滤饼与磷酸钙混合，加入上述硬脂酸重量的10%，在60℃下保温搅拌20分钟，升高温度为80℃，真空干燥10小时，得酸化碳纳米管；（3）将上述十二烷基三甲基氯化铵加入到16倍去离子水中，加入上述聚丙烯酸丁酯重量的20%、壳聚糖，在70℃下保温搅拌10分钟，加入高岭土，脱水，在100℃下真空干燥20分钟，得改性高岭土；（4）将上述氯化亚砜与N，N二甲基甲酰胺混合，搅拌均匀，加入上述酸化碳纳米管，在70℃的水浴中保温搅拌20小时，将反应产物用无水四氢呋喃洗涤，抽滤，真空干燥，得酰氯化碳纳米管；（5）将上述酰氯化碳纳米管与乙二胺混合，在100℃的油浴中保温搅拌46小时，将反应产物用二氯甲烷和无水乙醇依次洗涤，抽滤，真空干燥，与上述改性高岭土混合，加入剩余的硬脂酸，搅拌均匀，得胺化碳纳米管；（6）将三聚氰胺、35%的甲醛水溶液、胺化碳纳米管混合，在70℃下保温搅拌10分钟，调节PH为8，保温反应2小时，置于30℃的真空烘箱中，除水后用柠檬酸调节PH为5，在50℃的烘箱中固化7小时，得到碳纳米管改性密胺树脂；（7）将上述碳纳米管改性密胺树脂与剩余各原料混合，搅拌均匀，送入双螺杆挤出机熔融挤出，挤出的产物经过循环水浴冷却和切粒，即得。性能测试：拉伸强度：22.4MPa；低温脆化冲击温度（℃）：-30℃通过；阻燃级别：V-0；100℃×240h热空气老化后：拉伸强度变化率（%）-7.3； 断裂伸长变化率（%）-7.1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管改性塑料外壳材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：壳聚糖1‑2、碳纳米管3‑4、氯化亚砜40‑50、N，N‑二甲基甲酰胺3‑5、乙二胺100‑120、三聚氰胺16‑20、35‑37%的甲醛水溶液36‑40、聚氯乙烯170‑200、75‑80wt%的硫酸20‑30、95‑98wt%的硝酸30‑40、十二烷基三甲基氯化铵2‑3、高岭土20‑30、磷酸钙10‑14、聚丙烯酸丁酯10‑13、三丁基三氯化锡0.7‑1、四丁基溴化铵2‑3、硬脂酸4‑5。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性塑料外壳材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：壳聚糖1-2、碳纳米管3-4、氯化亚砜40-50、N，N-二甲基甲酰胺3-5、乙二胺100-120、三聚氰胺16-20、35-37%的甲醛水溶液36-40、聚氯乙烯170-200、75-80wt%的硫酸20-30、95-98wt%的硝酸30-40、十二烷基三甲基氯化铵2-3、高岭土20-30、磷酸钙10-14、聚丙烯酸丁酯10-13、三丁基三氯化锡0.7-1、四丁基溴化铵2-3、硬脂酸4-5。2.一种如权利要求1所述的碳纳米管改性塑料外壳材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将上述75-80wt%的硫酸、95-98wt%的硝酸混合，搅拌均匀，加入碳纳米管，在50-60℃的恒温水浴中超声振荡2-3小时，加入体系重量8-10倍的去离子水稀释，保温静置，待溶液分层后，弃去上层清液，将下层溶液抽滤，得滤饼；（2）将上述滤饼与磷酸钙混合，加入上述硬脂酸重量的10-16%，在60-70℃下保温搅拌20-30分钟，升高温度为80-90℃，真空干燥10-13小时，得酸化碳纳米管；（3）将上述十二烷基三甲基氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：储诚刚，储晓节，王焰炉，储鹏，彭先启，王进，王鹏，
申请(专利权)人：安徽岳塑汽车工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34