[发明专利]一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：由质量份数为100份的苯基硅橡胶生胶、0.5～10份的聚硅氧烷改性碳纳米管和0.5～0.7份的过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)经硫化制备而成，其中：

所述的苯基硅橡胶生胶为甲基苯基硅橡胶生胶或甲基二苯基硅橡胶生胶，苯基含量为1～50mol％；

所述的聚硅氧烷改性碳纳米管由氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管、羟基封端聚硅氧烷和有机锡催化剂制备而成；按质量比，取1份氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管在10～50份的羟基封端聚硅氧烷中均匀分散，之后滴加0.1～5份的有机锡催化剂，20～35℃下反应12～72h，即得到聚硅氧烷改性碳纳米管；

所述的氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管由羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)、N'N-羰基二咪唑、氨基硅烷偶联剂制备而成；按质量比，将1份的羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)超声分散在干燥的极性非质子溶剂中，加入0.1～0.5份的N'N-羰基二咪唑，在干燥惰性气体环境下40℃～80℃下搅拌反应3～6h，之后滴加5～20份的氨基硅烷偶联剂，在40℃～80℃下搅拌反应8～24h，得到氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：所述的苯基硅橡胶生胶、聚硅氧烷改性碳纳米管和过氧化双(2,4-二氯苯甲酰)共混的方法为溶液共混法或者机械共混法；所述的硫化方式为室温硫化或高温硫化，硫化时将混炼胶装入120×120×2mm3模具，温度为180±1℃，压力5～12MPa的条件下热压9～12min硫化成型，冷却后得到硫化胶片。

3.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：制备聚硅氧烷改性碳纳米管时，氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管与20～40份的羟基封端聚硅氧烷混合，搅拌均匀后滴加3～5份的有机锡催化剂，反应温度为室温20～30℃，反应30～60小时；将最后反应所得的混合物溶于环己烷中，500～2000转/分钟下低速离心，将得到的上层溶液在8000～13000转/分钟下高速离心，对沉淀分别采用大量环己烷和乙酸乙酯进行洗涤，即得到聚硅氧烷改性的碳纳米管。

4.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：制备聚硅氧烷改性碳纳米管时，所述的羟基封端聚硅氧烷为至少一个末端含有Si-OH的聚硅氧烷，包括α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(HPDMS)或者α,ω-二羟基聚二甲基二苯基硅氧烷，所述的有机锡催化剂为二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡或者辛酸亚锡中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：制备聚硅氧烷改性碳纳米管时，所述的羟基封端聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(HPDMS)，所述的有机锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。

6.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：制备氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管时，所述的羧基化碳纳米管为羧基化单壁碳纳米管、羧基化双壁碳纳米管或羧基化多壁碳纳米管，其表面羧基由浓硝酸、浓硝酸/浓硫酸混酸、酸性高锰酸钾溶液等强氧化剂氧化产生；所述的极性非质子溶剂为不含有活波氢原子的极性有机溶剂，为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种；所述的氨基硅烷偶联剂为含有氨烃基和硅酯基的硅烷偶联剂，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求1所述的一种羟基封端聚硅氧烷修饰碳纳米管-苯基硅橡胶复合材料，其特征在于：制备氨基硅烷偶联剂修饰的碳纳米管时，所述的羧基化碳纳米管为羧基化多壁碳纳米管，所述的极性非质子溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。