【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚脲材料，具体涉及一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂及其制法和聚脲复合材料。
技术介绍
1、在现代化科学技术的发展环境下，高分子材料受到人们越来越多的重视。如今在航空航天、汽车制造、建筑工程和电子设备等对材料综合性能要求较高的领域已有较多应用。其中十二烷基磺酸钠作为抗静电剂也已被广泛应用。
2、十二烷基磺酸钠是一种阴离子表面活性剂。分子结构中有一个强亲水性的磺酸基与烃基相联结，具有表面活性强，低温水溶解性好、抗静电效果优异等优点。但随着科技的进步，传统的十二烷基磺酸钠的抗静电能力以及表面活性不能满足较复杂使用场景的使用需求。因此，通过对十二烷基磺酸钠改性来提高其在聚脲涂料抗静电性能上的提高。十二烷基磺酸钠的改性通常是通过与功能性材料的相结合，从而达到需要满足的性能和需求，但是由于其他组分的加入，往往导致其在加入到聚脲组分后，使得聚脲涂料的综合性能下降。
3、碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，其径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口。其由于独特的结构及优良的电学和化学等性能，呈现出广阔的应用前景，吸引了材料、物理、电子、化学等领域众多关注。碳纳米管现今多用于制备很多性能优异的复合材料。例如用碳纳米管材料增强的塑料力学性能优良、耐腐蚀、屏蔽无线电波等。碳纳米管由于其良好的分散性和力学性能，可以避免在聚脲体系中加入其它物质而导致的力学性能降低。
4、综上所述，开发一种兼具十二烷基磺酸钠和碳纳米管双重材料特性、合成工艺简单、机械性能优异、抗
技术实现思路
1、基于上述应用领域面对的问题，本专利技术提出了一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂及其制法和聚脲复合材料。由于十二烷基磺酸钠含有磺酸基和十二烷基基团，因此它具有优异的表面活性和胶溶性。在溶液中能够形成微胶体溶液或乳液，使溶液的界面张力降低，使溶质分子更容易溶解或分散。碳纳米管由于其高比强度，可以为聚脲涂层提高良好的力学性能。通过设计两种材料的合理配比，可实现复合材料的性能调控。通过该方法制备的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂，解决了聚脲材料抗静电效果差的问题，并一定程度上提高了其粘结强度，剪切强度等性能。并且制备的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料制备方法简单，制备的聚脲复合材料在抗静电和综合力学性能上性能优异，能够实现一材多用，特别是在对静电要求高的领域具有更广泛应用前景。
2、本专利技术的一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：制备碳纳米管(cnts)混合物
4、将碳纳米管(cnts)和氢氧化钾颗粒（koh）混合，以蒸馏水作为溶剂，搅拌反应均匀，干燥后，冷却至室温，得到碳纳米管(cnts)混合物；
5、s2：制备十二烷基磺酸钠混合物
6、(1)将充分冷却后的冰醋酸和氯磺酸混合均匀，加入十二烷醇，充分搅拌至十二烷醇全部溶解，得到十二烷基磺酸钠初产物；
7、(2)将十二烷基磺酸钠初产物置于低温下，和正丁醇搅拌均匀，并缓慢加入饱和碳酸钠水溶液，得到十二烷基磺酸钠混合物；
8、s3：制备碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂
9、将碳纳米管(cnts)混合物和十二烷基磺酸钠混合物，置于冰水混合物中，充分搅拌，得到碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂，冷却至室温。
10、所述的步骤s1中，按质量比，碳纳米管(cnts)：koh=1:(5~15)。
11、所述的步骤s1中，蒸馏水的用量为能够充分分散碳纳米管(cnts)和koh为准。
12、所述的步骤s1中，搅拌反应均匀的搅拌速率为100~200r/min，搅拌时间为1~2h。
13、所述的步骤s2的(1)中，按摩尔比，冰醋酸：氯磺酸：十二烷醇=(2~3)：1：(1~2)，优选的摩尔比为2.2：1：1.9。
14、所述的步骤s2的(1)中，十二烷醇的粉末粒径为60~90nm。
15、所述的步骤s2的(2)中，低温反应为冰水混合物下进行。
16、所述的步骤s2的(2)中，按摩尔比，十二烷基磺酸钠初产物：正丁醇：饱和碳酸钠溶液=(50~55)：(105~110)：1，优选的摩尔比为52：109：1。
17、所述的步骤s2的(3)中，缓慢加入的目的为了控制反应速度，防止反应过快产生团聚，缓慢加入的速度控制为0.5~1.0ml/min。
18、所述的步骤s3中，按质量比，碳纳米管(cnts)和十二烷基磺酸钠=(2~3):(1~2)；优选为2.3:1.5。
19、本专利技术的一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂，采用上述制备方法制得。
20、本专利技术的一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，包括上述碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂和聚脲材料。
21、本专利技术的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的制备方法，包括以下步骤：
22、将pua聚脲预热，预热充分后冷却至室温，伴随搅拌，将碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂缓慢加入pua聚脲中，搅拌均匀后，得到碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料。
23、所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的制备方法中，缓慢的目的为了碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂分散更均匀。
24、所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的制备方法中，预热温度为70~80℃，预热时间为10~20min。
25、所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的制备方法中，pua聚脲与碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的加入质量比取决于反应的完全程度，聚脲侧链的数均分子量与碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的数均分子量的合适比例为(1.22~18.85):1，优选的摩尔比为(1.22~6.37):1。
26、本专利技术的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，采用上述制备方法制得。
27、所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的电阻范围在3.85×107~6.85×108ohms/hq，抗拉强度的范围为31mpa~52mpa，断裂伸长率范围为436%~841%，抗冲击强度较纯铝片可提升76%~116%，无底漆条件下，对碳钢附着力可达7~11mpa。
28、本专利技术的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的应用，用于作为防护涂料，特别应用于飞机以及船舶的输油管路，避免因摩擦静电导致的起火事故。
29、本专利技术的一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂及其制法和聚脲复合材料，相比于已有的聚脲涂料及硅橡胶/聚脲涂料，其优点在于：
30、1、本专利技术的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料通过碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的添加，大大增强了聚脲材料的抗静电效果，并且加入的抗静电剂可调控，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S1中，按质量比，碳纳米管：KOH=1:(5~15)；搅拌反应均匀的搅拌速率为100~200r/min，搅拌时间为1~2h。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S2的(1)中，按摩尔比，冰醋酸：氯磺酸：十二烷醇=(2~3)：1：(1~2)；所述的十二烷醇的粉末粒径为60~90nm；所述的步骤S2的(2)中，低温反应为冰水混合物下进行；按摩尔比，十二烷基磺酸钠初产物：正丁醇：饱和碳酸钠溶液=(50~55)：(105~110)：1。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤S3中，按质量比，碳纳米管和十二烷基磺酸钠=(2~3):(1~2)。
5.一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的制备方法制得。
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7.根据权利要求6所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，PUA聚脲与碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的加入质量比取决于反应的完全程度，聚脲侧链的数均分子量与碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的数均分子量的比例为(1.22~18.85):1。
8.根据权利要求6所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料的电阻范围在3.85×107~6.85×108ohms/hq，抗拉强度的范围为31MPa~52MPa，断裂伸长率范围为436%~841%，抗冲击强度较纯铝片可提升76%~116%，无底漆条件下，对碳钢附着力可达7~11MPa。
9.根据权利要求6所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料，其特征在于，所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠-聚脲复合材料采用以下制备方法制得：
...【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤s1中，按质量比，碳纳米管：koh=1:(5~15)；搅拌反应均匀的搅拌速率为100~200r/min，搅拌时间为1~2h。
3.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤s2的(1)中，按摩尔比，冰醋酸：氯磺酸：十二烷醇=(2~3)：1：(1~2)；所述的十二烷醇的粉末粒径为60~90nm；所述的步骤s2的(2)中，低温反应为冰水混合物下进行；按摩尔比，十二烷基磺酸钠初产物：正丁醇：饱和碳酸钠溶液=(50~55)：(105~110)：1。
4.根据权利要求1所述的碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤s3中，按质量比，碳纳米管和十二烷基磺酸钠=(2~3):(1~2)。
5.一种碳纳米管改性十二烷基磺酸钠抗静电剂，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的制备方法制得。
...【专利技术属性】
技术研发人员：金守壬，
申请(专利权)人：沈阳聚盛新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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