[发明专利]基于热固性树脂的碳纳米管复合材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种基于热固性树脂的碳纳米管复合材料，其特征在于：按重量计，它包括100份热固性树脂和0.25～3份表面以化学键的形式接有含磷杂菲结构与环氧基的超支化聚硅氧烷的表面改性碳纳米管。

2. 根据权利要求1所述的基于热固性树脂的碳纳米管复合材料，其特征在于：所述的热固性树脂为氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、环氧树脂，或它们的任意组合。

3. 如权利要求1所述的基于热固性树脂的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1）按摩尔比，将11～16份蒸馏水与10份含环氧基团的三烷氧基硅烷混合均匀，在搅拌条件下缓慢逐滴加入0.001～0.003份催化剂A，所述的催化剂A为盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、氢氧化钠或氢氧化钾；滴加完毕后升温至50～60℃，继续反应4～7小时，经洗涤后真空干燥，得到含环氧基的超支化聚硅氧烷；

(2)按9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与环氧基的摩尔比为0.1：1～0.9：1，将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与步骤（1）制得的含环氧基的超支化聚硅氧烷混合均匀，得到混合物A；按质量比，将0.25～0.63份催化剂三苯基磷、20～40份混合物A与100份溶剂A混合，升温至95℃～100℃，保温5～10小时，减压蒸馏得到淡黄色液体；按重量计，将5～10份封端剂和0.4～1.0份去离子水滴加到5～10份上述淡黄色液体中，72～78℃恒温反应6～10小时，得到粗产物；再经纯化、过滤、减压蒸馏、真空干燥后，即得含磷杂菲结构与环氧基的超支化聚硅氧烷；

（3）按质量比为20：1～30：1，将步骤（2）制得的含磷杂菲结构与环氧基的超支化聚硅氧烷与官能化碳纳米管混合，得到混合物B；按质量比为1：50～2：50，将催化剂三苯基磷与混合物B混合得到混合物C，再按质量比为1：10～1：20，将混合物C与溶剂A混合，超声处理0.5～2小时，在温度为60～80℃的条件下，恒温搅拌8～12小时，反应结束后，抽滤，去除溶剂，得到表面以化学键的形式接有含磷杂菲结构与环氧基的超支化聚硅氧烷的表面改性碳纳米管；

所述的溶剂A为正丙醇、二甲基甲酰胺或其组合；所述的官能化碳纳米管为表面含有活泼氢的碳纳米管；

(4)按重量计，将100份热固性树脂与0.25～3份表面改性碳纳米管在树脂熔融的温度下混合均匀，得到基于热固性树脂的碳纳米管复合材料。

4. 根据权利要求3所述的基于热固性树脂的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述的封端剂为六甲基二硅氧烷、三甲基氯硅烷、三苯基氯硅烷、三乙基氯硅烷，或它们的任意组合。

5. 根据权利要求3所述的基于热固性树脂的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述的含环氧基的三烷氧基硅烷为3-缩水油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷烷基)乙基三乙氧基硅烷，或它们的任意组合。

6. 根据权利要求3所述的基于热固性树脂的碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于：所述的碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，或其组合。