[发明专利]含钛酸钡改性碳纳米管与苯并噁唑环聚合物原位接枝的复合材料的制备方法

摘要

本发明含钛酸钡改性碳纳米管与苯并噁唑环聚合物原位接枝复合材料的制备方法，包括以下步骤：⑴制备羧基化碳纳米管；⑵制备氢氧化钛；⑶制备钛酸钡改性碳纳米管复合吸波剂；⑷制备含钛酸钡改性碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑；本发明以钛酸钡改性的碳纳米管作为吸波剂，利用钛酸钡的高介电常数引起的电磁波极化损耗，利用碳纳米管尺寸效应既电效应引起的电阻损耗，通过与聚亚苯基苯并二噁唑的原位聚合得到具有优异微波吸收功能的复合材料，从而将无机纳米复合材料与有机的高分子聚合物通过化学键结合起来，与纯聚对亚苯基苯并二噁唑相比，在不降低其力学性能的同时，有效地提高了材料的微波吸收性能，提高了高分子材料本身的综合性能。

主权项

1.含钛酸钡改性碳纳米管与苯并噁唑环聚合物原位接枝复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备羧基化碳纳米管用量筒按照体积分数3:1的比例分别量取浓硝酸和去离子水加入反应容器中，再按照使用需要，加入一定质量的粗生纯多壁碳纳米管，在磁力搅拌条件下回流冷凝24小时，控制温度在120℃；反应结束后，将所得产物分别用无水乙醇及去离子水离心洗涤，直至洗涤液pH值为7；将所得羧基化碳纳米管放入70℃烘箱干燥48小时后取出，用研钵研成粉末，得到羧基化碳纳米管（MWNT-COOH）；（2）制备氢氧化钛在反应容器中加入少量无水乙醇，再加入一定摩尔质量的钛酸四丁酯，在磁力搅拌条件下逐滴加入氨水，直至不再产生沉淀为止；将所得产物抽滤，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤干净，得到氢氧化钛(Ti(OH)₄)；（3）制备钛酸钡改性碳纳米管复合吸波剂将步骤（1）得到的MWNT-COOH，步骤（2）得到的Ti(OH)₄加入另一个反应容器中，再加入与钛酸四丁酯同摩尔质量的醋酸钡以及体积比为1:1的乙二胺、乙醇胺溶液和少量的聚乙烯醇（PVA）200溶液，在磁力搅拌条件下超声分散，得到均匀的悬浊液，再用氢氧化钠水溶液调整pH为12；然后将所述悬浊液加入到水热反应釜中，于200℃下反应24小时，反应结束待冷却至室温时，将产物分别用稀盐酸、无水乙醇以及去离子水离心洗涤之后，放入70℃的烘箱烘48小时后取出，研磨成粉末，得到钛酸钡改性碳纳米管复合吸波剂（MWNT/BaTiO₃）；（4）制备含钛酸钡改性碳纳米管的聚对亚苯基苯并二噁唑称量等摩尔比的4,6-二氨基间苯二酚盐酸盐（DAR）和对苯二甲酸（TA）加入聚合釜中，再加入五氧化二磷浓度为80.6wt.%的多聚磷酸（PPA）及P₂O₅，在低于60℃下搅拌抽真空，用氮气置换空气三次后，通氮气保护，逐步升温至90℃，待物料混合均匀，逐步降温至60℃以下；再加入质量分数为0.5%～15%的、步骤（3）制备的钛酸钡改性碳纳米管复合吸波剂（MWNT/BaTiO₃），搅拌抽真空，并用氮气置换空气三次后，通氮气保护，逐步升温至90℃进行脱气；脱气完成后，进行升温聚合，分别在100、110、130℃各恒温反应12小时，此时体系粘度增加；然后升温至150℃，恒温反应6小时；之后停止加热，反应结束，得到所述含钛酸钡改性碳纳米管与苯并噁唑环聚合物原位接枝的复合材料；其化学反应及结构式为：。