CN103739903A - 一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料及其制备方法，属于橡胶纳米复合材料技术领域。采用一种定向生长碳纳米管束，将其加入到表面活性剂水溶液先后用不同的功率进行超声处理，使碳纳米管均匀分散在水中。将碳纳米管分散液与预硫化胶乳混合，机械搅拌混合均匀后利用“浸渍铺膜”工艺将碳纳米管/胶乳混合液倾倒至有机玻璃模具中，室温干燥，硫化成型。采用此法所得碳纳米管/橡胶复合材料中碳纳米管具有较高的长径比和较好的分散性，和橡胶基体的相容性好，其硫化胶的电导率有显著提高。
Description
技术领域
本发明属于橡胶纳米复合材料技术领域，特别是一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料，碳纳米管较高的长径比，较好的分散性能够显著提高橡胶的导电性能。
技术背景
橡胶是一种室温下具有高弹性的高分子物质，它具有优良的弹性、绝缘性、气密性、耐老化、耐酸碱性能。硫化橡胶的应用领域非常广泛，其中导电橡胶更是遍布汽车、飞机、电器、计算机、国防、军事、航天、建筑、医疗等与人们生活息息相关的各个产业。然而，随着科学技术日新月异的发展，人们对橡胶的抗静电、电磁屏蔽等导电性能的提出了越来越高的要求。
碳纳米管自1991年被Iijima发现后，就以其极大的长径比、极高的模量、优异的导电和导热性等优点而被广泛关注，人们寄希望于其能成为包括橡胶在内的复合材料良好的增强相。然而，研究人员发现碳纳米管在橡胶基体中较差的分散及其与橡胶基体较弱的界面结合作用使碳纳米管的加入并未给橡胶的性能带来预期的改善效果，同时传统的机械共混工艺使得碳纳米管在结构上遭受一定程度破坏，如长径比较大的缺失，使得碳纳米管对橡胶的补强作用大打折扣。A.Fakhru'l-Razi et al.(Composite Structures,2006,75(1-4):496500)等通过溶剂法铺膜，将碳纳米管加入到聚合物溶液中，然后蒸发溶剂制得碳纳米管/天然橡胶复合材料，虽然其中有些碳纳米管长径比甚至达到1000以上，但是很多碳纳米管的长径比在50左右，其碳管的长径比不如本发明的均匀，且该碳管对该复合材料的增强相当有限，加入10份碳纳米管，其强度只有2.5MPa左右。Thomas,P.S.等(J.Appl.Polym.Sci，2012,124(3):2370-2376)利用苯酚改性处理碳纳米管，制备的碳纳米管/天然橡胶复合材料具有较好的分散效果，但是其长径比普遍较低，大部分维持在20~30之间；同时他还做了用十八醇处理碳纳米管的研究（JMater Sci,2012,47(7):3344-3349）得到了相似的结果。SanjibBhattacharyyaa等人（Carbon,2008,46(7):1037-1045）发现需要加入7份碳纳米管，天然橡胶复合材料的体积电阻率降低到10-6Ω·m；LilianeBokobza（Polymer.2007,48(17):4907-4920）发现丁苯橡胶中加入5份多壁碳纳米管后其体积电阻率降到105Ω·m以下。因此在保证碳纳米管完整结构，以及其在橡胶基体中良好的分散基础上制备碳纳米管/橡胶纳米复合材料对于材料力学性能和导电性能的提高，充分发挥碳纳米管在橡胶基体中的应用潜能是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料的制备方法。具体而言，本发明首次采用一种定向生长的碳纳米管束，通过表面活性剂和超声处理，使其均匀分散在水相中，将其与预硫化胶乳混合均匀，然后采用“浸渍铺膜”工艺制备碳纳米管/橡胶纳米复合材料。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将表面活性剂加入到去离子水中，配制成溶液，然后将定向生长的碳纳米管束加入到该溶液中，经过低功率50~300W超声水浴振荡处理，使碳纳米管都被表面活性剂浸润，然后用高功率500~1000W超声细胞破碎仪超声振荡使碳纳米管与基板之间的连接断开而得到均匀分散的碳纳米管水分散液；表面活性剂水溶液的浓度优选30~50mg/ml。
（2）将硫化助剂分散体与乳化剂混合均匀，然后加入到胶乳中搅拌混合均匀制备预硫化胶乳；将步骤（1）中碳纳米管水分散液加入到预硫化胶乳中，得到混合均匀的碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液；
（3）采用浸渍铺膜工艺将步骤（2）中碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液倾倒入有机玻璃模具中干燥、硫化，得到碳纳米管/橡胶纳米复合材料。
选用的碳纳米管束中的碳纳米管垂直于基板定向生长，碳纳米管之间缠结较少，且直径8~10纳米，平均长度为50~100微米，碳纳米管的含量优选高于93%的多壁或单壁碳纳米管。
超声处理碳纳米管时所用低功率超声水浴功率为50~300W，超声时间为10~30分钟；高功率超声细胞破碎仪功率为500~1000W，超声时间为10~60分钟。
硫化助剂分散体与乳化剂的质量比例为1/4~1/2，硫化助剂分散体与胶乳的质量比例为1/20~1/10；硫化助剂分散体的组成包括以下物质：硫磺，1质量份；氧化锌，1.5质量份；促进剂TMTD，1质量份；氢氧化钾，0.1质量份；羧甲基纤维素钠，0.75质量份；水3.6质量份。
步骤（2）中所用乳化剂优选为聚氧乙烯基失水山梨醇单油酸酯（Tween-80）与水的混合液，Tween-80与水的质量比例优选为1/5。
胶乳是丁苯胶乳、丁腈胶乳或固含量为60%的天然浓缩胶乳。
在碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液中优选对应的物质用量为：碳纳米管（可用碳纳米管束用量×碳纳米管含量换算）为0.25~3质量份，表面活性剂十二烷基硫酸钠、或者十二烷基苯磺酸钠，用量为0.5~15质量份；胶乳为80~170质量份。
步骤（3）中胶乳干燥温度为40~60℃，干燥时间为18~36小时；硫化温度为70~100℃，时间为0.5~4小时。
本发明首次采用一种新型碳纳米管束与天然胶乳“浸渍铺膜”制备碳纳米管/天然橡胶纳米复合材料。本发明采用一种定向生长、缠结较少的碳纳米管束通过表面活性剂和超声处理，使其无缠结均匀分散在水中，将其与预硫化胶乳混合均匀，然后采用“浸渍铺膜”工艺制备碳纳米管/橡胶纳米复合材料。此工艺保持了碳纳米管的完整性，同时保证了碳纳米管极高的长径比和其在基体中均匀的分散，有利于充分发挥碳纳米管对橡胶的增强作用。
采用此法所得碳纳米管/橡胶复合材料中碳纳米管具有较高的长径比和较好的分散性，和橡胶基体的相容性好，其硫化胶的电导率有显著提高。
通过此法制备的碳纳米管/橡胶纳米复合材料，其长径比较机械共混工艺有了较大程度的提高，同时在基体中良好的分散使该材料的导电性能有了显著提高。
附图说明
图1本发明的原始碳纳米管束基板断裂和分散机理示意图；
图2原始碳纳米管束扫描电子显微镜图像；
图3原始普通碳纳米管的扫描电子显微镜图像；
图4本发明用碳纳米管束浸渍铺膜制备的复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散透射电子显微镜图像；
图5普通碳纳米管浸渍铺膜制备的复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散透射电子显微镜图像（对比例1）；
图6碳纳米管束通过机械共混法制备复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散透射电子显微镜图像（对比例2）。
具体实施方式
（1）将表面活性剂加入到去离子水中，配制成30~50mg/ml的溶液，然后将该碳纳米管加入到该溶液中，经过低功率50~300W超声水浴振荡处理，使碳纳米管都被表面活性剂浸润，然后用高功率500~1000W超声细胞破碎仪超声振荡使碳纳米管与基板之间的连接断开而得到均匀分散的碳纳米管水分散液；
（2）将硫化助剂分散体与乳化剂混合均匀，然后加入到胶乳中搅拌混合均匀制备预硫化胶乳；将步骤（1）中碳纳米管水分散液加入到预硫化胶乳中，得到混合均匀的碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液；
（3）采用浸渍铺膜工艺将步骤（2）中碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液倾倒入有机玻璃模具中干燥、硫化，得到碳纳米管/橡胶纳米复合材料。
硫化助剂分散体的组成包括以下物质：硫磺，1质量份；氧化锌，1.5质量份；促进剂TMTD，1质量份；氢氧化钾，0.1质量份；羧甲基纤维素钠，0.75质量份；水3.6质量份。
步骤（2）中所用乳化剂优选为聚氧乙烯基失水山梨醇单油酸酯（Tween-80）与水的混合液，Tween-80与水的质量比例为1/5。
实施例1
取0.27份碳纳米管束（经碳纳米管束质量×碳纳米管含量换算为碳纳米管为0.25份，其中碳纳米管直径8~10纳米，平均长度为50~100微米），0.5份十二烷基硫酸钠，通过100W超声水浴振荡30分钟使碳纳米管初步分散在62.5份去离子水中，500W超声细胞破碎仪超声60分钟使碳纳米管以单根管分散在去离子水中。
将碳纳米管分散液加入到95.9份预硫化天然胶乳（其中含有预硫化天然胶乳的组成包括：硫化助剂4.2份，乳化剂8.4份，）中，混合均匀，浸渍铺膜、40℃下干燥36小时、70℃硫化4小时，再经沥滤、干燥后制得碳纳米管束/天然橡胶复合材料。
本实施例1碳纳米管/天然橡胶纳米复合材料（CNT-b/NR）、纯天然橡胶、及普通碳纳米/橡胶纳米复合材料（CNT/NR，其中普通的碳纳米管见图3）在室温下的导电性能对照如表1所示。
表1
实施例2
取1.07份碳纳米管束（经碳纳米管束质量×93%换算为1份碳纳米管，碳纳米管直径8~10纳米，平均长度为50~100微米），4份十二烷基硫酸钠，通过200W超声水浴振荡20分钟使碳纳米管初步分散在250份去离子水中，850W超声细胞破碎仪超声40分钟使碳纳米管以单根管分散在去离子水中。
将碳纳米管分散液加入到201份预硫化天然胶乳中（其中含有预硫化天然胶乳的组成包括：硫化助剂8.35份，乳化剂25.05份，），混合均匀，浸渍铺膜、50℃下干燥24小时、80℃硫化2小时，再经沥滤、干燥后制得碳纳米管束/天然橡胶复合材料。碳纳米管/天然橡胶纳米复合材料（CNT-b/NR）、纯天然橡胶、及普通碳纳米管/橡胶纳米复合材料（CNT/NR）在室温下的导电性能对照如表2所示。
表2
实施例3
取3.2份碳纳米管经碳纳米管束（碳纳米管束质量×94%换算为碳纳米管3份，碳纳米管直径8~10纳米，平均长度为50~100微米），15份十二烷基硫酸钠，通过300W超声水浴振荡10分钟使碳纳米管初步分散在750份去离子水中，1000W超声细胞破碎仪超声10分钟使碳纳米管以单根管分散在去离子水中。
将碳纳米管分散液加入到293份预硫化天然胶乳中（其中含有预硫化天然胶乳的组成包括：硫化助剂16.7份，乳化剂66.8份，），混合均匀，浸渍铺膜、60℃干燥18小时、100℃硫化0.5小时，再经沥滤、干燥后制得碳纳米管束/天然橡胶复合材料。碳纳米管/天然橡胶纳米复合材料（CNT-b/NR）、纯天然橡胶、及普通碳纳米管/橡胶纳米复合材料（CNT/NR）在室温下的导电性能对照如表3所示。
表3
对比1
按指定各组分重复实施例1中的方法，制备碳纳米管/橡胶纳米复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散情况见图4，普通碳纳米管/橡胶纳米复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散情况见图5，对比看出经过想通过工艺制备的复合材料中本发明所用的碳纳米管束的长度（1微米左右）要明显大于普通碳纳米管的长度（300~500纳米），同时可以看出，后者由于缠结比较严重经相同工艺处理后分散效果不如前者，其体积电阻率如表1所示，前者小于后者近4个数量级。
对比2
按指定各组分重复实施例1中的方法，制备碳纳米管/橡胶纳米复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散情况见图4，普通碳纳米管/橡胶纳米复合材料中碳纳米管在橡胶基体中的分散情况见图6，对比看出经过浸渍工艺制备的复合材料中本发明所用的碳纳米管束的长度（1微米左右）要明显大于机械共混工艺制备的复合材料中碳纳米管的长度（100~300纳米）。
上述实施例中碳纳米管束/天然橡胶纳米复合材料的制备工艺图，见图1；原始碳纳米管束的扫描电镜图像，见图2；普通碳纳米管的扫描电镜图像，见图3；经过表面活性剂和超声处理的原始碳纳米管束在橡胶基体中的分散情况透射电镜图像见图4；经过表面活性剂和超声处理的普通碳纳米管在橡胶基体中分散情况透射电镜图像，见图5；碳纳米管束在经过机械共混法制备的碳纳米管/橡胶纳米复合材料中的分散情况透射电镜图像见图6。
从图4和图5可以看出经过相同处理工艺碳纳米管束分散后的长径比明显大于普通碳纳米管分散后的长径比；
从图5可以看出经过处理的普通碳管在橡胶基体中呈现一定的团聚现象，分散并不均匀。
从图4和图6可以看出机械共混工艺使得碳纳米管的完整性遭到了极大的破坏，长径比有极大的降低。
Claims (10)
1.一种高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将表面活性剂加入到去离子水中，配制成溶液，然后将定向生长的碳纳米管束加入到该溶液中，经过低功率50~300W超声水浴振荡处理，使碳纳米管都被表面活性剂浸润，然后用高功率500~1000W超声细胞破碎仪超声振荡使碳纳米管与基板之间的连接断开而得到均匀分散的碳纳米管水分散液；
（2）将硫化助剂分散体与乳化剂混合均匀，然后加入到胶乳中搅拌混合均匀制备预硫化胶乳；将步骤（1）中碳纳米管水分散液加入到预硫化胶乳中，得到混合均匀的碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液；
（3）采用浸渍铺膜工艺将步骤（2）中碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液倾倒入有机玻璃模具中干燥、硫化，得到碳纳米管/橡胶纳米复合材料。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管束中的碳纳米管垂直于基板定向生长，且碳纳米管直径8~10纳米，平均长度为50~100微米。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管的含量优选高于93%的多壁或单壁碳纳米管。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于，超声处理碳纳米管时所用低功率超声水浴功率为50~300W，超声时间为10~30分钟；高功率超声细胞破碎仪功率为500~1000W，超声时间为10~60分钟。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，硫化助剂分散体与乳化剂的质量比例为1/4~1/2，硫化助剂分散体与胶乳的质量比例为1/20~1/10；硫化助剂分散体的组成包括以下物质：硫磺，1质量份；氧化锌，1.5质量份；促进剂TMTD，1质量份；氢氧化钾，0.1质量份；羧甲基纤维素钠，0.75质量份；水3.6质量份。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（2）中所用乳化剂为聚氧乙烯基失水山梨醇单油酸酯（Tween-80）与水的混合液，Tween-80与水的质量比例为1/5。
7.按照权利要求1的方法，其特征在于，胶乳是丁苯胶乳、丁腈胶乳或固含量为60%的天然浓缩胶乳。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于，碳纳米管-预硫化胶乳混合乳液中优选对应的物质用量为：碳纳米管为0.25~3质量份，表面活性剂十二烷基硫酸钠或者十二烷基苯磺酸钠，用量为0.5~15质量份；胶乳为80~170质量份。
9.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤（3）中胶乳干燥温度为40~60℃，干燥时间为18~36小时；硫化温度为70~100℃，时间为0.5~4小时。
10.按照权利要求1-9所述的任一方法所制备的高导电碳纳米管/橡胶纳米复合材料。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104130478A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 北京化工大学 | 一种低滞后抗静电节油轮胎用胎面胶材料及其制备方法 |
| CN107522998A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-29 | 浙江大学 | 一种嵌段共聚物/碳纳米管复合导电弹性体的制备方法 |
| CN107722392A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-23 | 南京捷纳思新材料有限公司 | 一种碳量子点填料增强橡胶材料及其制备方法 |
| CN109134976A (zh) * | 2013-10-24 | 2019-01-04 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物及其制造方法、以及复合材料及导电性成型体 |
| US10281043B2 (en) | 2015-07-10 | 2019-05-07 | Lockheed Martin Corporation | Carbon nanotube based thermal gasket for space vehicles |
| CN111163922A (zh) * | 2017-09-28 | 2020-05-15 | 国家科学技术发展局 | 一种天然橡胶的无模具制造方法 |
| CN111732766A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-10-02 | 昆明理工大学 | 一种多壁碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法 |
| CN112480493A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 北京化工大学 | 一种橡胶发泡材料及制备方法 |
| CN112608533A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-06 | 世目特种防护用品科技（江苏）有限公司 | 一种导电胶乳及其制备方法和应用 |
| CN113659139A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-16 | 中北大学 | 一种钒位铜掺杂复合碳纳米管的磷酸钒钠电极材料及其制备方法和应用 |
| CN114075352A (zh) * | 2020-08-12 | 2022-02-22 | 苏州怒鲨智能科技有限公司 | 一种柔性传感器用导电橡胶及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039623A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-02-15 | Hokkaido Univ | カーボンナノチューブ分散ペースト、カーボンナノチューブ分散溶液およびその製造方法 |
| CN102181116A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-09-14 | 杭州师范大学 | 一种含碳纳米管的聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
-
2012
- 2012-11-12 CN CN201210450491.0A patent/CN103739903B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007039623A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-02-15 | Hokkaido Univ | カーボンナノチューブ分散ペースト、カーボンナノチューブ分散溶液およびその製造方法 |
| CN102181116A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-09-14 | 杭州师范大学 | 一种含碳纳米管的聚合物纳米复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| K.PREETHA NAIR ET AL.: "《Latex stage blending of multiwalled carbon nanotube in carboxylated acrylonitrile butadiene rubber: Mechanical and electrical properties》", 《MATERIALS AND DESIGN》 * |
| K.PREETHA NAIR ET AL.: "《Latex stage blending of multiwalled carbon nanotube in carboxylated acrylonitrile butadiene rubber: Mechanical and electrical properties》", 《MATERIALS AND DESIGN》, vol. 41, 25 April 2012 (2012-04-25) * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109134976A (zh) * | 2013-10-24 | 2019-01-04 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物及其制造方法、以及复合材料及导电性成型体 |
| CN104130478B (zh) * | 2014-07-15 | 2016-02-17 | 北京化工大学 | 一种低滞后抗静电节油轮胎用胎面胶材料及其制备方法 |
| CN104130478A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-11-05 | 北京化工大学 | 一种低滞后抗静电节油轮胎用胎面胶材料及其制备方法 |
| US10281043B2 (en) | 2015-07-10 | 2019-05-07 | Lockheed Martin Corporation | Carbon nanotube based thermal gasket for space vehicles |
| CN107522998A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-12-29 | 浙江大学 | 一种嵌段共聚物/碳纳米管复合导电弹性体的制备方法 |
| CN111163922B (zh) * | 2017-09-28 | 2023-03-14 | 国家科学技术发展局 | 一种天然橡胶的无模具制造方法 |
| CN111163922A (zh) * | 2017-09-28 | 2020-05-15 | 国家科学技术发展局 | 一种天然橡胶的无模具制造方法 |
| CN107722392A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-02-23 | 南京捷纳思新材料有限公司 | 一种碳量子点填料增强橡胶材料及其制备方法 |
| CN112480493A (zh) * | 2019-09-12 | 2021-03-12 | 北京化工大学 | 一种橡胶发泡材料及制备方法 |
| CN112480493B (zh) * | 2019-09-12 | 2022-04-19 | 北京化工大学 | 一种橡胶发泡材料及制备方法 |
| CN111732766A (zh) * | 2019-09-26 | 2020-10-02 | 昆明理工大学 | 一种多壁碳纳米管天然橡胶复合材料的制备方法 |
| CN114075352A (zh) * | 2020-08-12 | 2022-02-22 | 苏州怒鲨智能科技有限公司 | 一种柔性传感器用导电橡胶及其制备方法 |
| CN112608533A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-06 | 世目特种防护用品科技（江苏）有限公司 | 一种导电胶乳及其制备方法和应用 |
| CN113659139A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-16 | 中北大学 | 一种钒位铜掺杂复合碳纳米管的磷酸钒钠电极材料及其制备方法和应用 |
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| Publication number | Publication date |
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| CN103739903B (zh) | 2015-10-28 |
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