一种复合碳纳米管导热导电塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合碳纳米管导热导电塑料及其制备方法，包括如下组分：塑料主体85

【技术实现步骤摘要】
重量份、抗氧剂0.5
‑
1重量份、增塑剂4
‑
8重量份。
[0010]优选的，所述改性碳纳米管依次经过等离子体改性、化学改性得到。
[0011]优选的，所述等离子体改性具体为：将碳纳米管均匀平铺在等离子发生器的石英管腔内，通入工作气的流速为1
‑
200mL/min，调节腔内压力为10
‑
200Pa，处理功率为200
‑
1000W，处理时间为15
‑
60min，腔内温度为70
‑
600℃。
[0012]优选的，所述等离子体改性具体为：将碳纳米管均匀平铺在等离子发生器的石英管腔内，通入工作气的流速为100mL/min，调节腔内压力为15Pa，处理功率为300W，处理时间为20min，腔内温度为350℃。
[0013]优选的，所述工作气为氯气、氯化氢、三氧化硫、二氧化硫或五氧化二氮。
[0014]采用上述技术方案，先使用等离子轰击技术对碳纳米管处理，使碳纳米管表面活化并带有大量基团，提高其与改性基团结合率，避免碳纳米管团聚。
[0015]优选的，所述化学改性具体为：将等离子体技术处理后的碳纳米管置于酸溶液中，在60
‑
120℃条件下冷凝回流1
‑
8h，冷却至室温后，将反应物抽滤出，用蒸馏水将反应物冲洗至中性，放入烘箱中干燥2
‑
10h。
[0016]优选的，将等离子体技术处理后的碳纳米管置于酸溶液中，在95℃条件下冷凝回流4h，冷却至室温后，将反应物抽滤出，用蒸馏水将反应物冲洗至中性，放入烘箱中干燥5h。
[0017]优选的，所述酸溶液为高锰酸钾、浓硫酸、浓硝酸、浓硫酸和浓硝酸混酸。
[0018]优选的，所述浓硫酸和浓硝酸混酸中，浓硫酸与浓硝酸的体积比为1
‑
6:1。
[0019]采用上述技术方案，将等离子体技术处理后的碳纳米管进行二次改性，进一步增加碳纳米管表面基团数量，提高其在导电导热塑料中的分散性。
[0020]优选的，所述塑料主体为ABS(丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯)、PC(聚碳酸酯)、PP(聚丙烯)、PPS(聚苯硫醚)、LCP(液晶聚合物)、PA(聚酰胺树脂)、PBT(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PU(聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)、PVC(聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)中一种或几种。
[0021]优选的，所述碳纳米管为单壁阵列碳纳米管、单壁缠绕碳纳米管、多壁阵列碳纳米管、多壁缠绕碳纳米管中的一种或几种。
[0022]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂。
[0023]优选的，所述增塑剂为DOP(邻苯二甲酸二辛脂)、DBP(邻苯二甲酸二脂)、DIDP(邻苯二甲酸二异癸酯)、DOS(癸二酸二辛酯)、DOA(己二酸二辛酯)、DOZ(壬二酸二辛酯)、DIOP(邻苯二甲酸二异辛酯)、DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)、TOF(磷酸三辛酯)、DOTP(对苯二甲酸二辛酯)或TOTM(或偏苯三酸三辛酯)。
[0024]优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸类抗氧剂、硫代丙酸酯类催化剂或复合型抗氧剂。
[0025]为了实现第二目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种复合碳纳米管导热导电塑料的制备方法，包括如下步骤：将塑料主体在50
‑
120℃下干燥2h，然后加入改性碳纳米管、塑料主体、偶联剂、抗氧剂、增塑剂，加入混炼机中混炼10
‑
60min，随后在120
‑
300℃、转速80
‑
200r/min条件下通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到导热导电塑料。
[0026]优选的，将塑料主体在80℃下干燥2h，然后加入改性碳纳米管、塑料主体、偶联剂、抗氧剂、增塑剂，加入混炼机中混炼30min，随后在230℃、转速120r/min条件下通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到导热导电塑料。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028](1)本专利技术添加的改性碳纳米管带有羧基、羟基、羰基等多种基团，与塑料等高分子物质中的基团具有交互效应，能更好的与其相溶，具有更好地分散性，可以均匀地复合在塑料中。
[0029](2)本专利技术将改性碳纳米管、塑料主体、偶联剂等经混炼后通过挤出机造粒再使用注塑机制备出复合碳纳米管导热导电塑料，该产品不仅具有良好的导热、导电性能，并且制备工艺简单、成本低廉，可用于塑料电镀、手机外壳等方面。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0031]实施例1
[0032]一种复合碳纳米管导热导电塑料，包括塑料主体85kg、改性碳纳米管10kg、偶联剂1kg、抗氧剂0.5kg、增塑剂5kg。
[0033]本实施例中，改性碳纳米管依次经过等离子体改性、化学改性得到。
[0034]其中，等离子体改性具体为：将碳纳米管均匀平铺在等离子发生器的石英管腔内，通入工作气的流速为50mL/min，调节腔内压力为10Pa，处理功率为200W，处理时间为60min，腔内温度为70℃。
[0035]其中，工作气为氯气。
[0036]其中，化学改性具体为：将等离子体技术处理后的碳纳米管置于酸溶液中，在80℃条件下冷凝回流1h，冷却至室温后，将反应物抽滤出，用蒸馏水将反应物冲洗至中性，放入烘箱中干燥10h。
[0037]其中，酸溶液为高锰酸钾。
[0038]本实施例中，塑料主体为ABS和PA，二者质量比为1:1。
[0039]本实施例中，碳纳米管为单壁阵列碳纳米管。
[0040]本实施例中，偶联剂为硅烷偶联剂。
[0041]本实施例中，增塑剂为DOP。
[0042]本实施例中，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
[0043]一种复合碳纳米管导热导电塑料的制备方法，包括如下步骤：将塑料主体在50℃下干燥2h，然后加入改性碳纳米管、塑料主体、偶联剂、抗氧剂、增塑剂，加入混炼机中混炼60min，随后在150℃、转速80r/min条件下通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到导热导电塑料。
[0044]实施例2
[0045]一种复合碳纳米管导热导电塑料，包括塑料主体100kg、改性碳纳米管5kg、偶联剂1kg、抗氧剂0.5kg、增塑剂4kg。
[0046]本实施例中，改性碳纳米管依次经过等离子体改性、化学改性得到。
[0047]其中，等离子体改性具体为：将碳纳米管均匀平铺在等离子发生器的石英管腔内，
通入工作气的流速为1mL/min，调节腔内压力为100Pa，处理功率为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合碳纳米管导热导电塑料，其特征在于，包括如下组分：塑料主体85
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100重量份、改性碳纳米管5
‑
15重量份、偶联剂1
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3重量份、抗氧剂0.5
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1重量份、增塑剂4
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8重量份。2.如权利要求1所述的一种复合碳纳米管导热导电塑料，其特征在于，所述改性碳纳米管依次经过等离子体改性、化学改性得到。3.如权利要求2所述的一种复合碳纳米管导热导电塑料，其特征在于，所述等离子体改性参数具体为：通入工作气的流速为1
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200mL/min，调节腔内压力为10
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200Pa，处理功率为200
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1000W，处理时间为15
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60min，腔内温度为70
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600℃。4.如权利要求3所述的一种复合碳纳米管导热导电塑料，其特征在于，所述工作气为氯气、氯化氢、三氧化硫、二氧化硫或五氧化二氮。5.如权利要求2所述的一种复合碳纳米管导热导电塑料，其特征在于，所述化学改性具体为：将等离子体技术处理后的碳纳米管置于酸溶液中，在60
‑
120℃条件下冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋振兴，张晓蕊，杨玥，梁山，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：