[发明专利]碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

提供一碳纳米管基膜及一预聚合高分子溶液；

将碳纳米管基膜放置于一容器底部，并将该预聚合高分子溶液倒入该容器内；

使得预聚合高分子溶液发生聚合反应并与碳纳米管基膜进行复合，从而形成一碳纳米管/聚合物复合材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管基膜的制备方法包括以下步骤：

将碳纳米管和二甲基甲酰胺溶液混合，并通过超声波震荡法使得碳纳米管进一步分散在二甲基甲酰胺溶液中，形成一混合液；

挥发去除上述混合液中的二甲基甲酰胺，从而得到一碳纳米管基膜。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管在二甲基甲酰胺溶液中的溶解度小于或等于碳纳米管在二甲基甲酰胺溶液中的饱和溶解度。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述超声波震荡时间为0.5～4小时。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管基膜为碳纳米管阵列。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管基膜是利用化学气相沉积方法制备。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预聚合高分子溶液配制方法包括如下步骤：

将聚合物主体、引发剂及助剂混合形成一混合溶液，该混合溶液中，所述聚合物主体的质量百分含量为93～99.98％，引发剂的质量百分含量为0.02～2％，助剂的质量百分含量为0～5％；

将上述混合溶液放置于80～95摄氏度的温度环境下搅拌5～30分钟，使得溶液发生预聚合反应至溶液有一定粘性时停止搅拌；

冷却溶液直至预聚合反应停止。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，放置于空气中对所述有一定粘性的预聚合高分子溶液进行自然冷却。

10.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物主体是甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、丁二烯、丙烯腈中的至少一种，引发剂是过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的至少一种，助剂是邻苯二甲酸二丁酯、十六烷基三甲基溴化胺、聚乙烯酸盐、聚甲基丙烯酸盐、C₁₂-C₁₈高级脂肪酸、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。

11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将该预聚合高分子溶液倒入该底部装有碳纳米管基膜的容器内之后，进一步将该容器放置0.5～2小时，使预聚合高分子溶液填充碳纳米管基膜的间隙，从而于容器底部形成碳纳米管基膜和预聚合高分子溶液的混合层。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述使该预聚合高分子溶液发生聚合反应并与碳纳米管基膜进行复合的过程包括如下步骤：

将上述装有碳纳米管基膜和预聚合高分子溶液的容器放置于50～60摄氏度温度环境中1～4小时，使上述容器中的预聚合高分子溶液进行聚合反应并与碳纳米管基膜进行复合；

将上述容器加热至90～100摄氏度并保持2小时，使上述预聚合高分子溶液继续进行聚合反应并与碳纳米管基膜进行复合。

13.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合是在预聚合高分子溶液与碳纳米管基膜相互接触的界面间进行。

14.一种碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法，其包括以下步骤：

第一步，提供一碳纳米管基膜及一预聚合高分子溶液；

第二步，将碳纳米管基膜放置于一容器底部，并将该预聚合高分子溶液倒入该容器内；

第三步，使得预聚合高分子溶液发生聚合反应并与碳纳米管基膜进行复合，从而形成第一层碳纳米管/聚合物复合材料；

第四步，在上述形成的第一层碳纳米管/聚合物复合材料的聚合物层表面放置另一层碳纳米管基膜，并再倒入一定量预聚合高分子溶液，使该预聚合高分子溶液发生聚合反应，并与该另一层碳纳米管基膜及第一层碳纳米管/聚合物复合材料的聚合物层表面进行复合，形成第二层碳纳米管/聚合物复合材料；

第五步，在第四步的基础上重复第四步，得到多层碳纳米管/聚合物复合材料。