CN112608489A - 一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 - Google Patents
一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112608489A CN112608489A CN202011483021.5A CN202011483021A CN112608489A CN 112608489 A CN112608489 A CN 112608489A CN 202011483021 A CN202011483021 A CN 202011483021A CN 112608489 A CN112608489 A CN 112608489A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phenolic resin
- carbon nano
- carbon nanotube
- retardant material
- modified phenolic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
- C08G83/001—Macromolecular compounds containing organic and inorganic sequences, e.g. organic polymers grafted onto silica
Abstract
本发明涉及酚醛树脂技术领域，且公开了一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，含炔基酚醛树脂的炔基与叠氮功能化碳纳米管的叠氮基团通过快速的点击化反应，从而将碳纳米管通过化学共价键修饰到酚醛树脂的侧链中，提高了碳纳米管与酚醛树脂的界面相容性，在共价键的修饰作用下，避免了纳米粒子之间相互聚集和团聚，以碳纳米管的叠氮基团作为交联位点，增加了酚醛树脂的交联度，降低了酚醛树脂材料的脆性，提高了材料的韧性和拉伸强度，碳纳米管在高温燃烧下有利于促进材料表面炭化，形成致密而连续的碳层，提高材料的成炭率和抑烟率，使高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂表现出优异的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及酚醛树脂技术领域，具体为一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法。
背景技术
酚醛树脂由于具有价格低廉、电绝缘性、低毒低烟、黏接性能良好等特性，在化工领域、建筑材料、车辆工程、航天航空领域有广泛应用，但是传统的酚醛树脂的脆性较大，韧性和拉伸强度较低，并且酚醛树脂的耐热性能和热稳定性不高，阻燃性较差，高温热分解的残碳率和抑烟率较低，容易产生大量的有毒气体，因此需要提高酚醛树脂材料的韧性和拉伸强度等机械性能，以及材料热稳定性能和阻燃性能。
阻燃剂是赋予高分子材料难燃性的功能性助剂，传统的阻燃剂主要有溴系阻燃剂、氮系阻燃剂、氮磷阻燃剂等，碳纳米管具有管状一维纳米结构，机械强度大、耐高温性能、导热性能和阻燃性能高，将碳纳米管作为填料与高分子材料，如丙烯酸树脂、酚醛树脂等结合，可以明显提高材料的耐高温性能和阻燃性能，但是碳纳米管与酚醛树脂的相容性较差，并且碳纳米管的比表面积很大，纳米粒子之间有较强的强的范德华力，在酚醛树脂基体中分散不均匀，很容易相互缠绕在一起或者团聚成束，从而影响酚醛树脂的机械强度和综合性能。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法，解决了酚醛树脂脆性大，韧性和拉伸强度等机械性能较差的问题，同时解决了酚醛树脂耐热性能和阻燃性能不高的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，所述高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入体积比为1:2.5-3.5的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声分散均匀后，加热至130-150℃，匀速搅拌回流反应3-5h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，在80-110℃下反应12-24h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂和促进剂，加热至80-110℃，匀速搅拌反应24-48h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为10-18％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在55-65℃下匀速搅拌反应30-60min，将温度降至-5至0℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2-3h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在-5至0℃下加入间乙炔基苯重氮盐，匀速搅拌反应6-12h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂和助催化剂，反应12-24h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料。
优选的，所述步骤(1)中的超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板。
优选的，所述步骤(2)中的羟基化碳纳米管和3-氯丙基三乙氧基硅烷的质量比为10:15-30。
优选的，所述步骤(3)中的催化剂为碘化钾，促进剂为四丁基溴化胺，氯丙基化碳纳米管、叠氮化钠、碘化钾和四丁基溴化胺的质量比为100:30-60:8-15:15-30。
优选的，所述步骤(4)中的间乙炔基苯重氮盐的分子式为C8H5N2Cl2，结构式为
优选的，所述步骤(5)中的酚醛树脂和间乙炔基苯重氮盐的质量比为100:2-8。
优选的，所述步骤(6)中的催化剂为抗坏血酸钠，助催化剂为硫酸铜，炔基酚醛树脂、叠氮化碳纳米管、抗坏血酸钠和硫酸铜的质量比为100:0.5-2:0.1-0.4:0.08-0.32。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
该一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，羟基化碳纳米管丰富的羟基可以与3-氯丙基三乙氧基硅烷反应，得到氯丙基化碳纳米管，氯原子在碘化钾和四丁基溴化胺催化作用下，与叠氮化钠反应，得到叠氮功能化碳纳米管。
该一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，间乙炔基苯重氮盐的重氮基团与酚醛树脂羟基对位碳原子反应，得到侧链含乙炔基-重氮基团的含炔基酚醛树脂，炔基在抗坏血酸钠和硫酸铜的催化体系中，与叠氮功能化碳纳米管的叠氮基团通过快速的点击化反应，实现高效的1,3-偶极环加成反应生成三氮唑基团，从而将碳纳米管通过化学共价键修饰到酚醛树脂的侧链中，大幅提高了碳纳米管与酚醛树脂的界面相容性，并且碳纳米管的共价键的修饰作用下，避免了纳米粒子之间由于范德华力相互聚集和团聚，从而均匀分散在酚醛树脂的基体中。
该一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，以碳纳米管的叠氮基团作为交联位点，增加了酚醛树脂的交联度，同时碳纳米管具有优异的力学性能，从而降低了酚醛树脂材料的脆性，提高了材料的韧性、拉伸强度和弹性模量等机械性能，碳纳米管的高度分散在酚醛树脂中，明显提高了材料的热稳定性和耐高温性，并且在高温燃烧下，有利于促进材料表面炭化，形成致密而连续的碳层，提高材料的成炭率和抑烟率，而侧链含有的重氮基体和三氮唑基团含有丰富的氮元素，在高温燃烧下会分解成含氮的不可燃烧性气体，降低周围的氧气浓度，进一步抑制燃烧过程，使高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂表现出优异的阻燃性能。
附图说明
图1是超声装置正面示意图；
图2是间乙炔基苯重氮盐化学结构式；
图3是间乙炔基苯胺反应方程式。
1-超声装置；2-水浴槽；3-超声发射器；4-载物台；5-反应瓶；6-导轨；7-导轮；8-盖板。
具体实施方式
为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，制备方法如下：
(1)向反应瓶中加入体积比为1:2.5-3.5的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至130-150℃，匀速搅拌回流反应3-5h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为10:15-30，在80-110℃下反应12-24h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:30-60:8-15:15-30，加热至80-110℃，匀速搅拌反应24-48h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为10-18％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在55-65℃下匀速搅拌反应30-60min，将温度降至-5至0℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2-3h，制备得到间乙炔基苯重氮盐，的间乙炔基苯重氮盐的分子式为C8H5N2Cl2，结构式为
反应方程式为
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在-5至0℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:2-8，匀速搅拌反应6-12h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:0.5-2:0.1-0.4:0.08-0.32，反应12-24h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料。
实施例1
(1)向反应瓶中加入体积比为1:2.5的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至130℃，匀速搅拌回流反应3h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为10:15，在80℃下反应12h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:30:8:15，加热至80℃，匀速搅拌反应24h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为10％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在55℃下匀速搅拌反应30min，将温度降至-5℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在-5℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:2，匀速搅拌反应6h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:0.5:0.1:0.08，反应12h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料1。
实施例2
(1)向反应瓶中加入体积比为1:2.8的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至140℃，匀速搅拌回流反应4h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为10:20，在100℃下反应18h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:40:10:20，加热至110℃，匀速搅拌反应48h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为15％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在65℃下匀速搅拌反应40min，将温度降至0℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2.5h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在-5℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:4，匀速搅拌反应10h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:1:0.2:0.016，反应24h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料2。
实施例3
(1)向反应瓶中加入体积比为1:3.2的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至140℃，匀速搅拌回流反应4h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为10:25，在100℃下反应18h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:50:12:25，加热至100℃，匀速搅拌反应36h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为15％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在60℃下匀速搅拌反应45min，将温度降至-2℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2.5h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在-2℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:6，匀速搅拌反应10h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:1.5:0.3:0.024，反应18h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料3。
实施例4
(1)向反应瓶中加入体积比为1:3.5的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至150℃，匀速搅拌回流反应5h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为10:30，在110℃下反应24h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:60:15:30，加热至110℃，匀速搅拌反应48h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为18％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在65℃下匀速搅拌反应60min，将温度降至0℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应3h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在0℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:8，匀速搅拌反应2h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:2:0.4:0.32，反应24h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料4。
对比例1
(1)向反应瓶中加入体积比为1:2的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液，加入碳纳米管，置于超声装置中，超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板，超声分散均匀后，加热至150℃，匀速搅拌回流反应3h，离心分离除去溶剂，用蒸馏水洗涤至中性并干燥，制备得到羟基化碳纳米管。
(2)向反应瓶中加入甲苯溶剂和羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，两者质量比为1:1，在110℃下反应24h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管。
(3)向反应瓶中加入甲苯溶剂和氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂碘化钾和促进剂四丁基溴化胺，四者质量比为100:20:6:10，加热至110℃，匀速搅拌反应48h，离心分离除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管。
(4)向反应瓶中加入质量分数为15％的盐酸溶液，加入间乙炔基苯胺，在65℃下匀速搅拌反应60min，将温度降至-5℃，缓慢滴加亚硝酸钠的水溶液，反应3h，制备得到间乙炔基苯重氮盐。
(5)向反应瓶中加入氢氧化钠水溶液和乙醇溶剂，加入酚醛树脂，搅拌均匀后在0℃下加入间乙炔基苯重氮盐，两者质量比为100:1，匀速搅拌反应12h，缓慢滴加稀盐酸调节溶液pH至中性，直至有沉淀析出，过滤溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂。
(6)向反应瓶中加入甲苯溶剂、含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂抗坏血酸钠和助催化剂硫酸铜，四者质量比为100:0.2:0.05:0.04，反应24h，减压蒸馏除去溶剂，使用蒸馏水洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料对比1。
使用hc-2极限氧指数测定仪，测试实施例和对比例中高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料的极限氧指数，测试标准为GB/T 2406.1-2008。
使用WDW-300H万能试验机测试材料的拉伸强度和弹性模量，测试标准为GB/T25253-2010。
Claims (7)
1.一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料制备方法如下：
(1)向体积比为1:2.5-3.5的浓硫酸和浓硝酸的混合溶液中加入碳纳米管，置于超声装置中，超声分散均匀后，加热至130-150℃，回流反应3-5h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到羟基化碳纳米管；
(2)向甲苯溶剂中加入羟基化碳纳米管，超声分散均匀后加入3-氯丙基三乙氧基硅烷，在80-110℃下反应12-24h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到氯丙基化碳纳米管；
(3)向甲苯溶剂中加入氯丙基化碳纳米管，超声分散均匀后，在氮气氛围中加入叠氮化钠，催化剂和促进剂，加热至80-110℃，反应24-48h，离心分离、洗涤并干燥，制备得到叠氮化碳纳米管；
(4)向质量分数为10-18％的盐酸溶液中加入间乙炔基苯胺，在55-65℃下匀反应30-60min，将温度降至-5至0℃，滴加亚硝酸钠的水溶液，反应2-3h，制备得到间乙炔基苯重氮盐；
(5)向氢氧化钠水溶液中加入乙醇溶剂，加入酚醛树脂，在-5至0℃下加入间乙炔基苯重氮盐，反应6-12h、沉淀析出、过滤、洗涤并干燥，制备得到含炔基酚醛树脂；
(6)向甲苯溶剂中加入含炔基酚醛树脂和叠氮化碳纳米管，在氮气氛围中，先超声分散均匀，再加入催化剂和助催化剂，反应12-24h，减压蒸馏、洗涤并干燥，制备得到高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料。
2.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(1)中的超声装置包括水浴槽，水浴槽内部两侧固定连接有超声发射器，水浴槽内部下方固定连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶，水浴槽上方固定连接有导轨，导轨活动连接有导轮，导轮活动连接有盖板。
3.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(2)中的羟基化碳纳米管和3-氯丙基三乙氧基硅烷的质量比为10:15-30。
4.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(3)中的催化剂为碘化钾，促进剂为四丁基溴化胺，氯丙基化碳纳米管、叠氮化钠、碘化钾和四丁基溴化胺的质量比为100:30-60:8-15:15-30。
5.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(4)中的间乙炔基苯重氮盐的分子式为C8H5N2Cl2，结构式为
6.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(5)中的酚醛树脂和间乙炔基苯重氮盐的质量比为100:2-8。
7.根据权利要求1所述的一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料，其特征在于：所述步骤(6)中的催化剂为抗坏血酸钠，助催化剂为硫酸铜，炔基酚醛树脂、叠氮化碳纳米管、抗坏血酸钠和硫酸铜的质量比为100:0.5-2:0.1-0.4:0.08-0.32。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011483021.5A CN112608489A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011483021.5A CN112608489A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112608489A true CN112608489A (zh) | 2021-04-06 |
Family
ID=75239354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011483021.5A Withdrawn CN112608489A (zh) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | 一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112608489A (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101559942A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 上海交通大学 | 逐层点击化学法合成功能化碳纳米管的方法 |
| CN102432982A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-05-02 | 同济大学 | 点击化学法制备酞菁-碳纳米管-聚噻吩复合光敏材料的方法 |
| CN102633963A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 西北工业大学 | 星型倍半硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯嵌段共聚物杂化高分子及其制备方法 |
| CN103113750A (zh) * | 2013-02-25 | 2013-05-22 | 哈尔滨理工大学 | 一种叠氮化聚硅烷-多壁碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN103268797A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-28 | 福州大学 | 一种亲水磁性介孔微球及其制备方法与应用 |
| CN104098944A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-10-15 | 江西省电力科学研究院 | 利用导电聚合物链接枝碳纳米管制备高性能氟碳防腐涂料 |
| CN104559046A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-04-29 | 中南大学 | 一种间乙炔基苯偶氮线性酚醛泡沫及其制备方法 |
| CN105838086A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-10 | 太原理工大学 | 一种磺化碳纳米管接枝羟基化聚醚醚酮/聚醚醚酮复合材料的制备方法 |
| CN105907042A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 华南理工大学 | 一种功能化碳纳米管环氧树脂纳米复合材料及其制备方法 |
| CN108102289A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 黑龙江大学 | 一种酚醛树脂接枝碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN109370266A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 吉林师范大学 | 一种改性碳纳米管及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-12-16 CN CN202011483021.5A patent/CN112608489A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101559942A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 上海交通大学 | 逐层点击化学法合成功能化碳纳米管的方法 |
| CN102432982A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-05-02 | 同济大学 | 点击化学法制备酞菁-碳纳米管-聚噻吩复合光敏材料的方法 |
| CN102633963A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-15 | 西北工业大学 | 星型倍半硅氧烷接枝含氟丙烯酸酯嵌段共聚物杂化高分子及其制备方法 |
| CN103113750A (zh) * | 2013-02-25 | 2013-05-22 | 哈尔滨理工大学 | 一种叠氮化聚硅烷-多壁碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN103268797A (zh) * | 2013-05-07 | 2013-08-28 | 福州大学 | 一种亲水磁性介孔微球及其制备方法与应用 |
| CN104098944A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-10-15 | 江西省电力科学研究院 | 利用导电聚合物链接枝碳纳米管制备高性能氟碳防腐涂料 |
| CN104559046A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-04-29 | 中南大学 | 一种间乙炔基苯偶氮线性酚醛泡沫及其制备方法 |
| CN105907042A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-08-31 | 华南理工大学 | 一种功能化碳纳米管环氧树脂纳米复合材料及其制备方法 |
| CN105838086A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-08-10 | 太原理工大学 | 一种磺化碳纳米管接枝羟基化聚醚醚酮/聚醚醚酮复合材料的制备方法 |
| CN108102289A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 黑龙江大学 | 一种酚醛树脂接枝碳纳米管复合材料及其制备方法 |
| CN109370266A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 吉林师范大学 | 一种改性碳纳米管及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113462127A (zh) | 一种改性氮化硼、含其的复合材料、其制备方法及应用 | |
| CN111171322B (zh) | 一种碳纳米管酰胺化接枝聚倍半硅氧烷阻燃剂的制备方法 | |
| CN109423702B (zh) | 一种高强度、高储氢量的石墨烯基碳纤维及其制备方法 | |
| CN115403846B (zh) | 一种纳米材料hdpe管及其生产方法 | |
| CN112876740B (zh) | 一种苯硼酸接枝改性磷酸锆基阻燃剂及其制备方法 | |
| CN111454463B (zh) | 一种阻燃型磷酸化碳纳米管改性丙烯酸树脂材料及其制法 | |
| CN115011078B (zh) | 一种阻燃环保pet塑料及其制备方法 | |
| CN115960424A (zh) | 一种柔性耐火的机器人电缆 | |
| CN112194822B (zh) | 一种含磷阻燃剂、制备方法、改性环氧树脂 | |
| CN112608489A (zh) | 一种高强度的碳纳米管修饰酚醛树脂阻燃材料及其制法 | |
| CN113831596B (zh) | 一种阻燃剂、阻燃抑烟复合材料及制备方法 | |
| CN114685937A (zh) | 阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN112625064B (zh) | 一种环三磷腈改性石墨烯及其制备方法和应用 | |
| CN110938236B (zh) | Dopo功能化二硫化钼阻燃剂及其制备方法 | |
| CN109251434A (zh) | 一种高性能电磁屏蔽材料的制备方法 | |
| CN112126061A (zh) | 一种巯基石墨烯共聚巯基-烯聚合物阻燃体系的制备方法 | |
| CN109553929B (zh) | 一种纳米阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法 | |
| CN114478961A (zh) | 一种防火性的功能化TiO2接枝丙烯酸树脂及制备方法和应用 | |
| CN113583365A (zh) | 一种高强度复合电力管及其制备工艺 | |
| CN114541139A (zh) | 改性碳纤维材料及其制备方法，阻燃材料及其制备方法 | |
| CN112920466A (zh) | 一种炭黑纳米材料的制备方法 | |
| CN114213712B (zh) | 一种阻燃剂、其制备方法及应用 | |
| CN110395737A (zh) | 一种沉淀法白炭黑的改性方法 | |
| CN114748829A (zh) | 一种改性碳纳米管与环氧树脂复合灭火材料 | |
| CN115651403B (zh) | 一种阻燃型氰酸酯及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210406 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |