[发明专利]一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及高分子材料领域，为解决改性剂碳纳米管分散性差、界面粘附力差、材料性能不稳定等问题，本发明提供一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料及其制备方法，所述的复合材料的拉伸强度为65～105MPa，抗冲击强度为90～175J/m，体积磨损率为(0.8～4.0)x10‑5mm3N‑1m‑1。本发明的复合材料分散性好、相容性好、性能稳定，经过低温粉碎处理的碳纳米管原位改性聚内酰胺复合粉末材料可应用于激光选择烧结领域中。

主权项

一种碳纳米管原位改性聚内酰胺复合材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：（1）将碳纳米管超声分散于甲苯中，然后在磁力搅拌条件下，加入偶氮引发剂，在惰性气体保护下70～90℃搅拌反应3～6 h，反应产物经洗涤、干燥后得到偶氮引发剂改性的碳纳米管粉末；（2）在容器中加入偶氮引发剂改性的碳纳米管粉末，NiCl2·6H2O和四氢呋喃，在惰性气体保护下超声分散30min，加入Al粉后反应10~30min后，经后处理得到氨基改性碳纳米管粉末；（3）将氨基改性碳纳米管粉末在乙酸乙酯中超声分散1～3h，加入异氰酸酯在60~80℃搅拌反应3～6h后过滤得到产物，并用乙酸乙酯将产物抽提6～12h，得到异氰酸酯改性的碳纳米管；（4）将异氰酸酯改性的碳纳米管分散在乙酸乙酯中，加入内酰胺单体在60~80℃搅拌反应3～6h后，过滤并用乙酸乙酯抽提产物6～12h，干燥，得到内酰胺封端的改性碳纳米管；（5）将内酰胺封端的碳纳米管与内酰胺单体混合，在温度为100～120℃的恒温条件下超声处理3~6h，在温度为130～140℃下加入催化剂，抽真空除水10～30min后，加入异氰酸酯，搅拌并在140～170℃下聚合，保温20～60min得到碳纳米管原位改性的聚内酰胺复合材料，所述的复合材料的拉伸强度为65～105MPa，抗冲击强度为90～175J/m，体积磨损率为(0.8～4.0)x10‑5mm3N‑1m‑1。