[发明专利]一种纳米颗粒夹心复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：二异腈酸酯40-50份；含环氧基的醇120-180份；单壁碳纳米管5-10份；电极材料15-35份；

纳米颗粒夹心复合材料按照如下步骤制备：

（1）称量：按照以下重量份数的原料组成称取二异腈酸酯40-50份；含环氧基的醇120-180份；单壁碳纳米管5-10份；电极材料15-35份，备用；

（2）表面氧化的单壁碳纳米管制备：将单壁碳纳米管先进行表面纯化处理，然后将表面纯化处理后的单壁碳纳米管与浓硝酸溶液混合，并在温度为50-80℃，超声功率为200W，超声频率为50kHz的条件下超声处理1.5-2h，然后冷却至室温并水洗至中性，80-100℃下烘干至单壁碳纳米管的重量不再发生变化，得到表面氧化的单壁碳纳米管；

（3）聚氨酯预聚体的制备：将二异腈酸酯、催化剂二丁基锡二月桂酸与含环氧基的醇混合后，于75-90℃下反应1-2h后，停止加热并冷却至室温，经乙醇洗、水洗后得到聚氨酯预聚体；

其中，二丁基锡二月桂酸占二异腈酸酯及含环氧基的醇总量的2-4%；

（4）纳米级电极材料的制备：将电极材料进行球磨，并球磨至粒径达到100-500nm，得到纳米级电极材料；

（5）纳米颗粒夹心复合材料的制备：将步骤（2）制备得到的表面氧化的单壁碳纳米管与步骤（3）制备得到的聚氨酯预聚体进行混合，并在80-120℃下加热回流3-6h，然后加入步骤（4）得到的纳米级电极材料，继续在真空搅拌机中于130-160℃下搅拌2-3小时后，冷却至60-70℃并超声4-7h，再冷却至室温，水洗至中性，干燥后得到纳米颗粒夹心复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，还包括6-8份相容剂，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。

3.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，所述二异腈酸酯选自四亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、八亚甲基二异氰酸酯，异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，所述电极材料为ZnO、CuO、Co₃O₄、NiO、MnO₂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，所述步骤（2）的表面纯化处理方法为：将单壁碳纳米管置于体积比为1：1的乙醇／丙酮溶液中回流48h后，取出浸泡后的所述单壁碳纳米管并置于70-90℃的烘箱内进行烘干；每隔定量的时间进行称重，直至最后两次的重量不再发生变化。

6.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，步骤（2）中所述浓硝酸溶液中，浓硝酸的质量分数为68%，且所述浓硝酸溶液的体积与所述单壁碳纳米管质量的比为5-8mL：1g。

7.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒夹心复合材料，其特征在于，所述步骤（1）称量的原料中还包括6-8份相容剂，所述相容剂在步骤（5）中与所述纳米级电极材料共同加入。