CN102604129A - 一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其步骤为：根据待制造的产品计算得到环氧树脂及碳纳米管的使用量，其特征在于：将环氧树脂平均分成两份，取一份加入到聚合物机械混合及球磨系统的铁桶中，随后加入碳纳米管，再加入另外一份环氧树脂；先在800-1200rpm的转速下搅拌25-40min，随后在4500-5500rpm的转速下搅拌25-40min，将得到的胶液取出静置至少一天；用三辊研磨机对胶液进行研磨及淹没，使得碳纳米管均匀分散在环氧树脂中。用本发明提供的方法所形成的体系中的碳纳米管具有分散容易、均匀，体系稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纳米管的分散方法，尤其涉及一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法。
背景技术
碳纳米管自1991年被发现以来，由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性，如独特的金属或半导体导电性、极高的机械性能、储氢能力、吸附能力和较强的微波吸收能力等，以及潜在的应用前景而日益受到人们的关注，引起了各国科学家的极大兴趣，目前已成为物理学、化学、材料学等领域的国际研究热点之一。应用研究表明，碳纳米管可用于多种高科技领域。如用它作为增强剂和导电剂可制造性能优良的汽车防护件，用它做催化剂载体可显著调高催化剂的活性和选择性，碳纳米管较强的微波吸收性能，使它可作为吸收剂制备隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料等。
碳纳米管被认为是一种性能优异的新型功能材料和结构材料，世界各国均在制备和应用方面投入大量的研究开发力量，期望能占领该技术领域的制高点。但是，由于碳纳米管属纳米材料，极易聚集，如果把它们像普通碳纤维那样与聚合物混合，碳纳米管很容易聚集成无用的团块，无法发挥其优越性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种使得碳纳米管能够在环氧树脂中有效分散的方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其步骤为：
步骤1、根据待制造的产品计算得到环氧树脂及碳纳米管的使用量，其特征在于：
步骤2、将环氧树脂平均分成两份，取一份加入到聚合物机械混合及球磨系统的铁桶中，随后加入碳纳米管，再加入另外一份环氧树脂；
步骤3、先在800-1200rpm的转速下搅拌25-40min，随后在4500-5500rpm的转速下搅拌25-40min，将得到的胶液取出静置至少一天；
步骤4、用三辊研磨机对胶液进行研磨及淹没，使得碳纳米管均匀分散在环氧树脂中。
优选地，将所述三辊研磨机设定为间距模式对所述胶液进行研磨，其中，将三个辊两两之间的间距依次设定为90μm及30μm、60μm及20μm、30μm及10μm、15μm及5μm，每次时间设定为2min，每次转速设定为100rpm。
优选地，将所述三辊研磨机设定为压力模式对所述胶液进行淹没，其中，三个辊两两之间的压力依次设定为4N/mm及8N/mm、8N/mm及10N/mm，每次时间设定为2min，每次转速设定为200rpm。
本发明提供的方法利用高速搅拌分散器的分散、粉碎、活化等作用，破坏碳纳米管本省的聚集和缠绕，再利用三辊研磨机的剪切力将碳纳米管环氧树脂混合物充分分散，使碳纳米管不会聚集成团块，充分发挥其优越性能。
本发明的有益效果是：用本发明提供的方法所形成的体系中的碳纳米管具有分散容易、均匀，体系稳定的优点，且用该混合物配制的涂料，有优良的耐油性、耐腐蚀性、耐热性、耐溶剂性、表干快、附着力强、与金属材料结合力好、硬度高、耐磨性极强、性能稳定、对油品无污染、使用寿命长等特点。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。以下实施例中所使用的的聚合物机械混合及球磨系统的型号为AE03-C1/TMC-1，所使用的三辊研磨机的型号为EXAKT80E。
实施例1
本发明提供了一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其步骤为：
将301.54g环氧树脂平均分成两份，取一份加入到聚合物机械混合及球磨系统自带的铁桶中，取8g未改性的碳纳米管均匀加入到铁桶中，再将另一份环氧树脂加入铁桶中。在聚合物机械混合及球磨系统中，先在800rpm转速下搅拌40min，随后在5500rpm转速下搅拌25min制备得到胶液，将胶液取出静置一天。采用三辊研磨机试验参数对混合液进行研磨及淹没，使得碳纳米管均匀分散在环氧树脂中。研磨时，将三辊研磨机设定为间距模式，其中，将三个辊两两之间的间距依次设定为90μm及30μm、60μm及20μm、30μm及10μm、15μm及5μm，每次时间设定为2min，每次转速设定为100rpm。淹没时，将三辊研磨机设定为压力模式，其中，三个辊两两之间的压力依次设定为4N/mm及8N/mm、8N/mm及10N/mm，每次时间设定为2min，每次转速设定为200rpm。
根据上述方法形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别均匀，体系稳定。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
1、使用酸化碳纳米管代替未改性的碳纳米管；
2、在聚合物机械混合及球磨系统中，先在1200rpm转速下搅拌25min，随后在4500rpm转速下搅拌40min制备得到胶液。
其他步骤与实施例1相同。根据上述方法形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别均匀，体系稳定。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
1、使用臭氧化碳纳米管代替未改性的碳纳米管；
2、在聚合物机械混合及球磨系统中，先在1000rpm转速下搅拌30min，随后在5000rpm转速下搅拌30min制备得到胶液。
其他步骤与实施例1相同。根据上述方法形成的碳纳米管/环氧树脂混合体系，碳纳米管分散容易，分散特别均匀，体系稳定。
Claims (3)
1.一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其步骤为：
步骤1、根据待制造的产品计算得到环氧树脂及碳纳米管的使用量，其特征在于：
步骤2、将环氧树脂平均分成两份，取一份加入到聚合物机械混合及球磨系统的铁桶中，随后加入碳纳米管，再加入另外一份环氧树脂；
步骤3、先在800-1200rpm的转速下搅拌25-40min，随后在4500-5500rpm的转速下搅拌25-40min，将得到的胶液取出静置至少一天；
步骤4、用三辊研磨机对胶液进行研磨及淹没，使得碳纳米管均匀分散在环氧树脂中。
2.如权利要求1所述的一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其特征在于：将所述三辊研磨机设定为间距模式对所述胶液进行研磨，其中，将三个辊两两之间的间距依次设定为90μm及30μm、60μm及20μm、30μm及10μm、15μm及5μm，每次时间设定为2min，每次转速设定为100rpm。
3.如权利要求1所述的一种碳纳米管在环氧树脂中的分散方法，其特征在于：将所述三辊研磨机设定为压力模式对所述胶液进行淹没，其中，三个辊两两之间的压力依次设定为4N/mm及8N/mm、8N/mm及10N/mm，每次时间设定为2min，每次转速设定为200rpm。
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