[发明专利]一种纳米填料改性复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种纳米填料改性液的制备方法，其特征是包括以下步骤：

(1)先将纳米填料分散于表面活性剂水溶液中，所述纳米填料分散后的浓度为0.001-3wt％，所述分散是指用高速乳化机、高速搅拌仪或超声破碎仪分散5分钟-5小时；其中，高速乳化机或高速搅拌仪的速度为5000-20000rpm，超声破碎仪的超声功率为200-1000W；

(2)再加入到水性高分子乳液中，得到复合乳液，纳米填料水溶液与乳液的混合体积比值为0.5-5；

(3)破乳；

即获得纳米填料改性液；

所述纳米填料为石墨、改性石墨分散而得到的纳米石墨和改性纳米石墨、纳米碳管和改性纳米碳管之一或其混合物；

所述表面活性剂水溶液为离子型表面活性剂或非离子表面活性剂的水溶液；

所述水性高分子乳液为聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯乳液及其改性产品；

所述破乳采用添加电解质的方式，具体为加入0.1-1wt％食盐、硫酸铵或氯化钙。

2.根据权利要求1所述的一种纳米填料改性液的制备方法，其特征在于，所述石墨为市售的鳞片石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨之一或其混合物；所述纳米碳管为多壁碳纳米管、双壁碳纳米管、单壁碳纳米管之一或其混合物；所述改性石墨或所述改性碳管为通过氧化、接枝各种官能团改性获得的改性物；

所述离子型表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、溴化十六烷基三甲铵或脱氧胆酸钠；所述非离子型表面活性剂为聚乙二醇辛基苯基醚或聚氧代乙烯(40)壬基苯基醚；所述表面活性剂水溶液的浓度为0.001-3wt％。

3.根据权利要求1所述的一种纳米填料改性液的制备方法，其特征在于，步骤(2)加入到水性高分子乳液中后，用高速乳化机、高速搅拌仪或超声破碎仪分散5分钟-5小时；其中，高速乳化机或高速搅拌仪的速度为5000-20000rpm，超声破碎仪的超声功率为200-1000W。

4.一种如权利要求1所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征是：在复合乳液中加入短纤，并在破乳后过滤和除水，即制得纳米填料改性预浸毡料。

5.根据权利要求4所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征在于，所述短纤为玻纤、碳纤、高强聚乙烯或芳纶短纤；所述过滤是指室温下常压、加压或减压过滤，加压压力为0.5-1个大气压，减压为0.1-0.5个大气压。

6.根据权利要求4所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征在于，所述除水是指减压或常压升温挥发去水，至所述纳米填料改性预浸毡料中水的含量小于0.5wt％。

7.一种如权利要求1所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征是：所述纳米填料改性液经过滤和除水后，通过热压或挤出工艺与纤维布压制成纳米填料改性预浸料或纳米填料改性复合材料；与不添加纳米填料的预浸料和复合材料相比，所述纳米填料改性预浸料和纳米填料改性复合材料的热导率提高30-220％，电导率提高1-7个数量级。

8.根据权利要求7所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征在于，所述纤维布为玻纤、碳纤、高强聚乙烯或芳纶长纤的织物；所述过滤是指室温下常压、加压或减压过滤，加压压力为0.5-1个大气压，减压为0.1-0.5个大气压。

9.根据权利要求7所述的纳米填料改性液制备复合材料的方法，其特征在于，所述除水是指减压或常压升温挥发去水，至所述纳米填料改性预浸料或纳米填料改性复合材料中水的含量小于0.5wt％；

所述热压：压力为0.1-2个大气压，温度为树脂熔点或软化点以上20-50℃，保压保温时间为2-20min；所述挤出工艺：挤出磨口压力为0.1-2个大气压，挤出温度为树脂熔点或软化点以上20-50℃，挤出速度为0.1-1m/min。