[发明专利]一种羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法

说明书

本发明提出一种羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法，属于含能材料技术领域。包括以下步骤：步骤1：将羧基化碳纳米管，采用玛瑙研磨棒对羧基化碳纳米管进行粉碎研磨；步骤2：将步骤1中研磨后的羧基化碳纳米管与季戊四醇丙烯醛树脂混合，并初步搅拌均匀；步骤3：然后采用超声仪对对步骤2中得到的混合物进行超声分散处理；步骤4：再次采用机械搅拌的方法对步骤3中分散处理后的混合物进行搅拌；步骤5：接下来向步骤4中得到的混合物中添加硫酸二乙酯，并搅拌均匀，然后倒入模具中；步骤6：将步骤5中得到的混合物置于烘箱中，固化处理，从而制备得到羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂。

技术领域

本发明属于含能材料制备领域，具体涉及一种羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法。

背景技术

很多对形稳性要求较高的热固炸药部件均采用季戊四醇丙烯醛树脂(又称123树脂)作为粘接剂。123树脂是季戊四醇与丙烯醛在酸催化剂存在下发生化学交联组成的粘接剂预聚体，是一种透明黏稠状液体树脂，该树脂在酸催化剂作用下发生自聚合或与多羟基化合物发生聚合反应实现固化。催化剂一般选取在适当酸值范围内(酸值小于1％)的硫酸二乙酯，固化后的123树脂是一种高度透明无孔隙，具有良好力学性能、抗热性、抗化学腐蚀的硬质塑料。这也赋予以其作为基体的高聚物粘接炸药(PBX)良好的力学性能，这类炸药因其质量稳定性高、尺寸形稳性优良且成型工艺柔性化而得到广泛的应用。

但是123树脂的高脆性使得炸药件在温度冲击作用时易产生裂纹，引起炸药件在固化工艺过程中的质量风险，且脆性材料的内部损伤也为炸药的应用带来安全风险。目前军方对炸药的质量和安全性能越来越重视，亟需获得感度更低、质量可靠的炸药件。对粘接剂材料123树脂进行增韧，以改善PBX的力学性能，是一条非常有效的途径。而碳纳米管是一种性能优异的纳米纤维材料，然而直接采用碳纳米管对123树脂进行改性存在一定困难，首先碳纳米管是纳米材料，易团聚，因此在123树脂中分散性差，其次，碳纳米管表面缺乏活性的基团，与基体之间缺乏较强的界面相互作用，这不利于提升基体材料的力学性能。

发明内容

本发明目的是提供一种羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法，本发明创新性的采用羧基化碳纳米管对123树脂进行改性，同时基于一定的分散技术，实现碳纳米管对123树脂断面延伸率等性能的改进。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将羧基化碳纳米管，采用玛瑙研磨棒对羧基化碳纳米管进行粉碎研磨；

步骤2：将步骤1中研磨后的羧基化碳纳米管与季戊四醇丙烯醛树脂混合，并初步搅拌均匀；

步骤3：然后采用超声仪对对步骤2中得到的混合物进行超声分散处理；

步骤4：再次采用机械搅拌的方法对步骤3中分散处理后的混合物进行搅拌；

步骤5：接下来向步骤4中得到的混合物中添加硫酸二乙酯，并搅拌均匀，然后倒入模具中；

步骤6：将步骤5中得到的混合物置于烘箱中，固化处理，从而制备得到羧基化碳纳米管改性的季戊四醇丙烯醛树脂。

进一步的技术方案是，步骤2中，羧基化碳纳米管在季戊四醇丙烯醛树脂中的比例为0.04～0.08wt％。

进一步的技术方案是，步骤3中，超声分散处理的时间为30min。

进一步的技术方案是，步骤4中，机械搅拌的时间为15min。

进一步的技术方案是，步骤5中，季戊四醇丙烯醛树脂与硫酸二乙酯的质量体积比：50-100g：0.9-1.8mL。

进一步的技术方案是，步骤6中，固化温度为60℃，固化时间为8h。