一种碳纳米管空心球复合材料制备方法及复合材料技术

本发明专利技术属于碳纳米管空心球复合材料技术领域，特别是涉及一种碳纳米管空心球复合材料制备方法及复合材料。通过将将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管空心球复合材料制备方法及复合材料
本专利技术属于碳纳米管空心球复合材料
，特别是涉及一种碳纳米管空心球复合材料制备方法及复合材料。
技术介绍
碳纳米管空心球复合材料应用广泛，如增强材料隔音效果，增加金属强度减轻重量，提高防弹材料防弹性能，以及改善电磁信号屏蔽效果等，在改性材料领域发挥重大作用。然而现有的碳纳米管空心球复合材料，隔热、声阻、结构稳定性、抗压能力普遍较差，并且耐压性不足，并且空心结果制备过程繁琐，成本高，无法批量制备。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种碳纳米管空心球复合材料制备方法及复合材料，解决了现有技术中的碳纳米管空心球复合材料制备方法，制备过程繁琐，成本高，无法批量生产，且其复合材料，隔热和稳定性差的技术问题。本专利技术实施例的一个方面，提供了一种碳纳米管空心球复合材料制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态；(2)通过筛选网，筛分出一定直径的包覆碳纳米管的聚苯乙烯微球；(3)放入80℃-150℃真空烘箱，使多余的(CH2OH)2、H2O和聚苯乙烯微球挥发，得到包覆碳纳米管的空心微球；(4)重新加入聚苯乙烯微球与步骤(3)中得到的碳纳米管的空心微球混合分散，装入石墨盒中，放入CVI炉，将CVI炉升温至900℃，然后通入碳源气体，进行高温分解，使分解后的碳源气体桥接相邻的碳纳米管，并且封闭碳纳米管两端头；(5)形成由碳原子桥接的空心网织状复合结构。进一步的，步骤(1)中将碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态。进一步的，步骤(1)中，将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2、树脂和离散好的石墨烯稀释液混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态。进一步的，在步骤(5)后，再次加入聚苯乙烯微球，通过超声波分散碳纳米管空心球复合材料。进一步的，在步骤(4)中高温分解温度为600℃～900℃。进一步的，所述碳源气体为甲烷、丙烷或乙炔中的一种。进一步的，所述包覆碳纳米管的聚苯乙烯微球，其外侧的碳纳米管为一层或多层。进一步的，在步骤(1)和/或步骤(4)中的聚苯乙烯微球表面做石墨粉涂层。进一步的，在步骤(5)之后，在得到的堆积碳原子桥接的空心网织状复合结构表面做保护层处理；所述保护层为石墨粉涂层。本专利技术的另一个方面，提供了一种由上述碳纳米管空心球复合材料制备方法，制备得到的碳纳米管空心球复合材料。本专利技术相比现有技术的有益效果：通过以聚苯乙烯微球为支撑，然后再使其与碳纳米管、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，再经过加热固化，然后重新再加入聚苯乙烯微球，混合分散后，通入碳源气体进行高温分解，使分解后形成的堆积碳原子桥接相邻的碳纳米管，并且封闭碳纳米管两端头，形成由堆积碳原子桥接的空心网织状复合结构。从而使得形成的碳纳米管空心球复合材料，结构更加稳定，隔热效果、隔音效果更好，耐受压性能也更加突出。附图说明图1是本专利技术实施例1中所述碳纳米管空心球在未经高温时的结构示意图。图2是本专利技术其中一个实施例在所述碳纳米管空心球在未经高温时的结构示意图。图3是本专利技术实施例1所述碳纳米管空心球复合材料在受到压力时的结构示意图。图4是本专利技术实施例1中所述碳纳米管空心球复合材料，在压力消失后的结构示意图。图5是碳纳米管空心球复合材料与聚苯乙烯微球分散设置后的结构示意图。附图标记说明：1、堆积碳原子；2、碳纳米管；3、聚苯乙烯微球；4、碳纳米管空心球；S1、聚苯乙烯微球层；S2、碳纳米管层；S3、保护层；S1球面、聚苯乙烯微球面；S2球面、碳纳米管层球面；S3球面、保护层球面。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一参数集合和第二参数集合等是用于区别不同的参数集合，而不是用于描述参数集合的特定顺序。在本专利技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个元件是指两个元件或两个以上元件。本文中术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，显示面板和/或背光，可以表示：单独存在显示面板，同时存在显示面板和背光，单独存在背光这三种情况。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如输入/输出表示输入或者输出。在本专利技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。本专利技术通过以聚苯乙烯微球为支撑，然后再使其与碳纳米管、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，再经过加热固化，然后重新再加入聚苯乙烯微球，混合分散后，通入碳源气体进行高温分解，使分解后形成的堆积碳原子桥接相邻的碳纳米管，并且封闭碳纳米管两端头，在高温下聚苯乙烯微球缩化，使得碳纳米管空心球复合材料中心形成空心结构，然后由于在形成的碳纳米管与碳纳米管之间也有聚苯乙烯微球的填充，因此最后再经过碳源气体高温分解后，使得碳纳米管与碳纳米管通过碳原子堆积桥接，同时在碳纳米管与碳纳米管之间也形成微孔结构，最后形成由碳原子桥接的空心网织状复合结构。从而使得形成的碳纳米管空心球复合材料，结构更加稳定，隔热效果、隔音效果更好。解决了现有技术中的碳纳米管空心球复合材料制备方法，制备过程繁琐，成本高，无法批量生产，且其复合材料，隔热和稳定性差的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术具体技术方案为，所述碳纳米管空心球复合材料制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态；(2)通过筛选网，筛分出一定直径的包覆碳纳米管的聚苯乙烯微球；(3)放入80℃-150℃真空烘箱，使多余的(CH2OH)2、H2O和聚苯乙烯微球挥发，得到包覆碳纳米管的空心微球；(4)重新加入聚苯乙烯微球与步骤(3)中得到的碳纳米管的空心微球混合分散，装入石墨盒中，放入CVI炉，将CVI炉升温至900℃，然后通入碳源气体，进行高温分解，使分解后的碳源气体桥接相邻的碳纳米管，并且封闭碳纳米管两端头；(5)形成由碳原子桥接的空心网织状复合结构。示例性的，步骤(1)中，将碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管空心球复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管空心球复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态；
(2)通过筛选网，筛分出一定直径的包覆碳纳米管的聚苯乙烯微球；
(3)放入80℃-150℃真空烘箱，使多余的(CH2OH)2、H2O和聚苯乙烯微球挥发，得到包覆碳纳米管的空心微球；
(4)重新加入聚苯乙烯微球与步骤(3)中得到的碳纳米管的空心微球混合分散，装入石墨盒中，放入CVI炉，将CVI炉升温至900℃，然后通入碳源气体，进行高温分解，使分解后的碳源气体桥接相邻的碳纳米管，并且封闭碳纳米管两端头；
(5)形成由碳原子桥接的空心网织状复合结构。


2.根据权利要求1所述的碳纳米管空心球复合材料制备方法，其特征在于：步骤(1)中将碳纳米管、聚甲基丙烯酸甲酯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2和树脂混合，搅拌30min，升温形成凝胶状态。


3.根据权利要求1所述的碳纳米管空心球复合材料制备方法，其特征在于：步骤(1)中将碳纳米管、聚苯乙烯微球、氨基表面活性剂、(CH2OH)2、树脂和离散好的石墨烯稀释液混合，搅拌30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚天保，单远，
申请(专利权)人：中宝西安科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61