【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料制备，具体涉及一种碳纳米材料在树脂中的分散方法，同时还涉及获得的分散料。
技术介绍
1、近二十年来，以石墨烯和碳纳米管为代表的碳纳米材料以其良好的导电性、较低的密度和良好的力学性能，得到了广泛关注，尤其集中于力学增强、导电改性、电磁材料等新兴材料的研究方面，并已在航空、航天、船舶及民用领域获得了大量的应用。
2、碳纳米材料在应用时通常需要分散到其它介质中，如水、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、有机树脂材料或有机聚合物介质。以水相、n-甲基吡咯烷酮(nmp)相分散的碳纳米管和石墨烯在储能电池领域用作电极材料获得了成功，相比于传统的炭黑和石墨可以在更低的添加量时具有更高的导电性，这些水相、nmp相分散的碳纳米材料还可用于导电油墨材料。分散到有机聚合物中时，可有效提高材料的导电性能，使得绝缘的有机聚合物具备抗静电性能。将碳纳米材料分散到有机树脂材料中得到导电树脂也是材料界研究的热点，可用于提高树脂的强度、模量和导电性等性能，可用于进一步制备各种纤维增强的复合材料。
3、现有技术将碳纳米管、石墨烯等碳纳米材料分散到其它介质中大多采用超声振荡、高压空化、高剪切、球磨等方法，这些方法多通过液体的冲击和流动，产生冲击力或剪切力，使得碳纳米材料的聚集团块逐渐打开成为小的团聚体甚至单个纳米材料，从而在介质中得到较好的分散。目前这些方法应用于碳纳米材料在水、nmp等低粘度液体介质中的分散取得了成功，因为在低粘度下，超声振荡和高压空化产生的压力剧变、电机转动的高剪切作用能有效驱动液体远程传递冲击力和剪切力，因
4、针对以上问题，本专利技术拟提供一种将碳纳米材料有效分散于树脂中的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳纳米材料在树脂中的分散方法，本专利技术还提供了获得的分散料及其应用。
2、为达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供了一种碳纳米材料在树脂中的分散方法，所述方法包括步骤：
4、(1)将碳纳米材料水性分散液和第一树脂的水性分散液混合，之后干燥制得预分散树脂；
5、(2)将所述预分散树脂与第二树脂混合均匀，得到碳纳米材料树脂分散料。
6、作为本专利技术一种实施方案，步骤(1)中混合采用搅拌方法进行混合，所述搅拌可以是机械搅拌也可以是手动搅拌。
7、作为本专利技术一种实施方案，步骤(1)中混合时间为3～15分钟，优选为4～10分钟，进一步优选为4～8分钟。
8、作为本专利技术一种实施方案，步骤(2)中混合采用搅拌、三辊分散、混炼方法中的任一种或几种进行混合。
9、优选地，步骤(2)中混合采用搅拌、三辊分散、混炼方法中的任一种进行混合。其中搅拌为机械搅拌。
10、作为本专利技术一种实施方案，步骤(2)中混合时间为15～40分钟，优选20～30分钟。采用三辊分散时，至少混合8遍以上。
11、作为本专利技术一种实施方案，步骤(1)中干燥可以采用晾干、晒干、喷射干燥、烘干等方法进行处理。
12、作为本专利技术一种实施方案，所述第一树脂和所述第二树脂均选自环氧树脂。例如可以选自环氧树脂e51、环氧树脂e54、环氧树脂ag80、环氧树脂e44和环氧树脂f44。
13、其中，所述第一树脂和所述第二树脂代表的树脂可以相同也可以不同。
14、优选地，所述第一树脂和所述第二树脂在常温下的粘度满足条件：
15、3.5pa.s≤常温下粘度≤500pa.s。
16、作为本专利技术一种实施方案，所述碳纳米材料水性分散液中碳纳米材料的质量百分比含量为2～10％，所述碳纳米材料为碳纳米管和/或石墨烯。所述碳纳米材料水性分散液通过将碳纳米材料分散于水中获得。
17、作为本专利技术一种实施方案，所述第一树脂的水性分散液中第一树脂的质量百分比含量为20～60％，第一树脂的颗粒大小在50nm～5μm范围内。所述第一树脂的水性分散液通过将第一树脂分散于水中获得。
18、作为本专利技术一种实施方案，所述预分散树脂中第一树脂与碳纳米材料的质量比≥5，优选所述预分散树脂中第一树脂与碳纳米材料的质量比为8～20。
19、作为本专利技术一种实施方案，所述预分散树脂与所述第二树脂以质量比1：(0.5～10)混合，优选以质量比1：(1～5)混合。
20、作为本专利技术一种实施方案，步骤(2)中，所述预分散树脂与第二树脂混合时还添加有界面改性剂，所述界面改性剂选自两亲性聚合物。例如界面改性剂可以为聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、羧甲基纤维素钠(cmc-na)、byk-163分散剂等。
21、作为本专利技术一种实施方案，所述界面改性剂的用量为所述第一树脂和所述第二树脂总质量的0.1～1.5％，优选为0.3～1.0％，进一步优选为0.3～0.8％。
22、第二方面，本专利技术提供了本专利技术所述分散方法获得的碳纳米材料树脂分散料。
23、第三方面，本专利技术提供了本专利技术所述分散方法获得的碳纳米材料树脂分散料的应用，其中所述应用包括在导电复合材料或抗冲击复合材料中的应用。
24、本专利技术提供的碳纳米材料在树脂中的分散方法，将水体系分散的树脂和水体系分散的碳纳米材料均匀混合，之后脱去水分，形成碳纳米材料和树脂微液滴构成的预分散树脂；然后将预分散树脂与树脂共混，形成良好分散的碳纳米材料树脂分散料。本专利技术建立了一种混合预分散和二次分散的碳纳米材料在树脂中的分散方法，巧妙结合了水性体系中碳纳米材料易分散的特点、成熟的水性环氧树脂乳液体系的特点，以及水和树脂不相容的特点，给水完全去除带来了优势，通过简单的共混和干燥，得到了树脂乳液颗粒和碳纳米材料的预分散体即预分散树脂；预分散体中的碳纳米材料极易和常规环氧树脂混合分散成为良好分散的碳纳米材料环氧树脂分散浆液，即预分散树脂再与树脂进行二次分散，可获得良好分散的碳纳米材料树脂分散料。
25、本专利技术方法获得了良好的碳纳米材料在环氧树脂中的分散效果，且降低了工艺成本，安全环保。并且，本专利技术获得的分散料结构不同于现有方法得到的分散体系，本专利技术获得的分散料制成的树脂浇注体具有更好的导电性。
26、本专利技术提供的碳纳米材料在树脂中的分散方法在现有规模工业化的碳纳米材料水本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纳米材料在树脂中的分散方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中混合采用搅拌方法进行混合；和/或，步骤(2)中混合采用搅拌、三辊分散、混炼方法中的任一种或几种进行混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一树脂和所述第二树脂均选自环氧树脂；所述第一树脂和所述第二树脂代表的树脂相同或者不同；和/或，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米材料水性分散液中碳纳米材料的质量百分比含量为2～10％，所述碳纳米材料为碳纳米管和/或石墨烯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一树脂的水性分散液中第一树脂的质量百分比含量为20～60％，第一树脂的颗粒大小在50nm～5μm范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预分散树脂中第一树脂与碳纳米材料的质量比≥5，优选所述预分散树脂中第一树脂与碳纳米材料的质量比为8～20。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预分散树脂与所述第二树脂以质量比1：(0.
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述预分散树脂与第二树脂混合时还添加有界面改性剂，所述界面改性剂选自两亲性聚合物；和/或，所述界面改性剂的用量为所述第一树脂和所述第二树脂总质量的0.1～1.5％，优选为0.3～1.0％，进一步优选为0.3～0.8％。
9.一种采用权利要求1-8任一项所述方法获得的碳纳米材料树脂分散料。
10.权利要求9所述的碳纳米材料树脂分散料在导电复合材料或抗冲击复合材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种碳纳米材料在树脂中的分散方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中混合采用搅拌方法进行混合；和/或，步骤(2)中混合采用搅拌、三辊分散、混炼方法中的任一种或几种进行混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一树脂和所述第二树脂均选自环氧树脂；所述第一树脂和所述第二树脂代表的树脂相同或者不同；和/或，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳纳米材料水性分散液中碳纳米材料的质量百分比含量为2～10％，所述碳纳米材料为碳纳米管和/或石墨烯。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一树脂的水性分散液中第一树脂的质量百分比含量为20～60％，第一树脂的颗粒大小在50nm～5μm范围内。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭妙才，李斌太，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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