[发明专利]一种碳纳米管掺杂TiO2

说明书

本发明公开了一种碳纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料的制备方法，以钛酸正丁酯为前驱体，乙酰丙酮为络合剂，无水乙醇为溶剂，使改性碳酸正丁酯与蒸馏水发生水解，浓硝酸为稳定剂，制备TiO2溶胶。将处理过的碳纳米管掺入其中，经过搅拌，加热去除大部分溶剂，获得稳定凝胶。将环氧树脂、固化剂、促进剂分别加入所得凝胶中，搅拌均匀，得到玻璃钢树脂基体，手糊法制备玻璃钢。所得样品于400℃加热1小时，获得纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料。本发明的玻璃钢复合材料在400℃处理后仍有一定的力学性能，而普通的玻璃钢只能在低于60℃使用。该材料中引入了碳纳米管，改善了材料的力学、电学性能。

技术领域

本发明涉及杂化复合材料制备技术领域，尤其涉及一种碳纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料的制备方法。

背景技术

普通玻璃钢耐温性能差，使用温度一般不高于60℃，且导电性能差，常常出现静电集中。本发明的主要目的在于提高玻璃钢的耐热温度，改善其力学、电学性能。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了碳纳米管掺杂 TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料的制备方案。通过无机相TiO2的加入，改善玻璃钢的耐高温性能，改性碳纳米管的加入改善材料的电学和力学性能。

本发明采用如下技术方案：

本发明的碳纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料的制备方法是以钛酸正丁酯为前驱体，乙酰丙酮为络合剂，获得改性的钛酸正丁酯与蒸馏水发生水解反应，无水乙醇为溶剂，浓硝酸为稳定剂，制备TiO2溶胶。

钛酸正丁酯、乙酰丙酮、浓硝酸的物质的量比为1:1:0.3，当钛酸

正丁酯为17ml时，无水乙醇为100ml。

将采用直接处理法处理过的碳纳米管掺入其中，钛酸正丁酯与碳纳米管的物质的量之比为1:0.005。

碳纳米管的直接处理步骤为：

①把对于碳纳米管(CNTs)0.5wt％-1.0wt％的有机硅烷偶联剂加入到2-5倍的醇水溶液(水/醇＝1/9)中，完全分散后待混合；

②把5g的CNTs装入搅拌器中；

③在室温下，边均匀搅拌CNTs，边将前述配制的有机硅烷偶联剂的醇水溶液在10分钟内加入；

④待有机硅烷偶联剂的醇水溶液全部添加完毕后，再机械搅拌混合12小时；

⑤再将搅拌槽的温度由50℃梯度升温至100℃，每次升高10℃，在70℃、80℃处各加热1h，其余温度下各加热0.5h；

⑥然后降至室温后，再进行干燥。

经过24小时搅拌，70℃加热去除溶剂，获得稳定凝胶；

将环氧树脂、固化剂甲乙酮、促进剂环烷酸钴分别加入所得凝胶中，搅拌均匀，环氧树脂、固化剂、促进剂与钛酸正丁酯的物质的量之比为1:0.01:0.01:1。得到玻璃钢树脂基体，手糊法制备玻璃钢；

所得样品于400℃加热1小时，获得纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料。

本发明的碳纳米管掺杂TiO2/环氧杂化玻璃钢复合材料的制备方法的具体步骤如下：