[发明专利]一种碳纳米管聚氯乙烯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：

聚氯乙烯树脂80～120份；改性碳纳米管母粒3～10份；填充剂30～50份；增塑剂30～50份；偶联剂3～6份；热稳定剂4～6份；润滑剂1～3份。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：

聚氯乙烯树脂100～120份；改性碳纳米管母粒5～10份；填充剂40～50份；增塑剂40～50份；偶联剂4～6份；热稳定剂5～6份；润滑剂2～3份。

3.根据权利要求1所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，包含如下重量份的原料成分：

聚氯乙烯树脂100份；改性碳纳米管母粒5份；填充剂40份；增塑剂40份；偶联剂4份；热稳定剂5份；润滑剂2份。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述的填充剂选自碳酸钙；所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂kh550；所述热稳定剂选自钙锌稳定剂；所述的润滑剂选自硬脂酸。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，所述的改性碳纳米管母粒通过如下方法制备得到：

(1)将碳纳米管放入混酸溶液中，在40～60℃下超声反应5～8h，洗涤至中性，干燥后得酸化碳纳米管；

(2)将酸化碳纳米管加入水中，然后放入研磨设备中进行研磨20～40min，接着再加入分散剂，在90～100℃下超声反应10～30min，得酸化碳纳米管浆料；

(3)往酸化碳纳米管浆料中加入聚乙烯醇，以及1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐以及4-二甲氨基吡啶，在90～100℃下搅拌反应3～5h后，过滤干燥即得聚乙烯醇改性碳纳米管；

(4)将步骤(3)制备得到的聚乙烯醇改性碳纳米管与聚氯乙烯树脂共混，挤出得聚乙烯醇改性碳纳米管母粒。

7.根据权利要求6所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，步骤(1)中所述的混酸由浓硫酸和浓硝酸按体积比为2～4:1组成；所述的浓硫酸是指质量分数大于等于70％的硫酸；所述的浓硝酸是指质量分数大于等于60％的硝酸；所述的碳纳米管与混酸的用量比为1g：10～20mL；

步骤(2)中酸化碳纳米管、分散剂以及水的用量比为：1g：0.05～0.2g：10～20mL；

步骤(3)中聚乙烯醇、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、4-二甲氨基吡啶以及酸化碳纳米管浆料的用量比为：0.4～0.6：0.2～0.4：0.2～0.3：10～20mL。

8.根据权利要求7所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，步骤(2)中所述的分散剂通过如下方法制备得到：将1-(4-氟苯基氨基甲酰基)环丙烷羧酸加入有机溶剂中，然后加入氢氧化锂溶液，在60～70℃条件下反应2～3h，浓缩去除溶剂后即得所述的分散剂；所述1-(4-氟苯基氨基甲酰基)环丙烷羧酸与氢氧化锂的摩尔比为1:1。

9.根据权利要求6所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料，其特征在于，步骤(4)中聚乙烯醇改性碳纳米管与聚氯乙烯树脂的重量用量比为1:1～2。

10.权利要求1～9任一项所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

将聚氯乙烯树脂、改性碳纳米管母粒、填充剂、增塑剂、偶联剂、热稳定剂以及润滑剂混合均匀后，在110～130℃下捏合5～10min，然后在120～140℃下挤出成型即得所述的碳纳米管聚氯乙烯复合材料。