[发明专利]一种碳纳米管基复合填料及其制备方法和一种环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料

说明书

本发明提供了一种碳纳米管基复合填料的制备方法，以Fe₃O₄纳米颗粒为原料制备Fe₃O₄@Ag‑COOH纳米颗粒，以碳纳米管为原料制备氨基化碳纳米管，再将二者进行酰胺化反应制备碳纳米管基复合填料。本发明提供的碳纳米管基复合填料在具有优异导电性能的同时还具有较高的磁性，增强了损耗电磁波的能力，将其作为填料制备环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料，能够使环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料具有较高的屏蔽效能。实施例的实验结果表明，本发明提供的环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料的屏蔽效能达35.0dB。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种碳纳米管基复合填料及其制备方法和一种环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料。

背景技术

环氧树脂具有突出的耐热性、优异的化学稳定性、粘结力强和收缩率低等诸多优点，在航空、航天、光学和电子设备等高新技术领域有广泛的应用。然而，环氧树脂自身电磁屏蔽性能差(屏蔽效能仅为1dB)，难以满足迅猛发展的新型大功率空天武器装备对其抗干扰能力的要求。因此亟需改进环氧树脂的电磁屏蔽性能。

目前，国内外研究者通常将导电性能优良的导电填料与环氧树脂基体共混复合制备环氧树脂基电磁屏蔽复合材料。碳纳米管因其纳米效应、高导电性、优异的弹性模量和导热性能等诸多优点，成为制备环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料的理想填料。然而，单纯使用碳纳米管难以满足新型空天武器装备的电磁屏蔽要求。研究者将碳纳米管与铁、镍、钴及其氧化物等磁性金属纳米颗粒复合制备复合填料，虽提高了其电磁屏蔽性能，但却在一定程度上降低了其导电性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米管基复合填料及其制备方法和一种环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料，本发明提供的碳纳米管基复合填料在具有优异导电性能的同时还具有较高的磁性；将其作为填料制备环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料，能够使环氧树脂基电磁屏蔽纳米复合材料具有较高的屏蔽效能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种碳纳米管基复合填料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将AgNO₃、柠檬酸钠和水混合，向所得混合溶液中加入NaBH₄溶液，进行第一还原反应，得到Ag-柠檬酸纳米颗粒分散液；

将所述Ag-柠檬酸纳米颗粒分散液、Fe₃O₄纳米颗粒和水混合，向所得混合分散液中加入盐酸羟氨溶液和AgNO₃溶液，进行第二还原反应，得到Fe₃O₄@Ag-柠檬酸纳米颗粒分散液；

将所述Fe₃O₄@Ag-柠檬酸纳米颗粒分散液、11-巯基十一烷酸和乙醇混合，进行配体置换反应，得到Fe₃O₄@Ag-COOH纳米颗粒；

(2)将碳纳米管、硫酸和硝酸混合，进行羧基化处理，得到羧基化碳纳米管；

将所述羧基化碳纳米管、聚乙烯亚胺、催化剂和N-甲基吡咯烷酮混合，进行氨基化处理，得到氨基化碳纳米管；

(3)将所述步骤(1)中Fe₃O₄@Ag-COOH纳米颗粒、所述步骤(2)中氨基化碳纳米管、催化剂和N-甲基吡咯烷酮混合，进行酰胺化反应，得到碳纳米管基复合填料；

所述步骤(1)和步骤(2)没有时间顺序限定。