一種水溶性碳納米管材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料領域，特別設及一種水溶性碳納米管材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 納米技術是從上個世紀末出現的，納米材料具有獨特性能，作為納米材料領域重 要材料之一的碳納米管具有獨特的物理性能。
[0003] 碳納米管是一種具有納米直徑的管狀碳纖維，具有良好的初性和強度，W及優(yōu)異 的導電性能。并且隨著制備方法的不同能得到具有優(yōu)異力學強度、導電性能和電磁屏蔽性 能的材料。
[0004] 日本科學家lijima教授于1991年制得了一種新型納米材料，即碳納米管。碳納 米管具有石墨的優(yōu)良的特性，耐熱、耐腐蝕、傳熱好、導電性佳和良好的生物相容性等優(yōu)點。 由于碳納米管的分子量大及各碳納米管間存在極強的管間范德華引力，致使碳納米管不溶 于水，從而限制了其在各領域的應用。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對上述的需求，本發(fā)明特別提供了一種水溶性碳納米管材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可W通過W下技術方案實現：
[0007] 一種水溶性碳納米管材料，由包含W下重量份的組分制成：
[000引 碳納米管0.05-3份， 酸源合液 68-78份， 聚己賺醇縮下醒0.2-1份， 月桂醇聚酸硫酸廳鋼 0. 05-化8份， 氯化鋪 0.02-0. 8份， 分散劑0.02-1. 2份， 發(fā)泡劑 0.01-0. 5份。
[0009] 所述發(fā)泡劑選自石油離、正己燒、二氧六環(huán)和己醇胺中的一種或幾種的混合。
[0010] 所述分散劑選自甘油硬脂酸脂、聚醋酸己締樹脂、聚二唾挫、十二烷基硫酸鋼和壬 基酪聚氧己締離中的一種或幾種的混合。
[0011] 所述酸混合液為硫酸、硝酸和磯酸的混合物。
[0012] 所述酸混合液中硫酸、硝酸和磯酸的質量比為1-2 ;3 ;0. 2-0. 5。
[0013] 一種水溶性碳納米管材料的制備方法，該方法包括W下步驟：
[0014] (1)在酸混合液68-78份中加入聚己締醇縮了醒0. 2-1份、月桂醇聚離硫酸醋鋼 0. 05-0. 8份、氯化鋼0. 02-0. 8份、分散劑0. 02-1. 2份和發(fā)泡劑0. 01-0. 5份；
[0015] (2)在150-180 °C氮氣氣氛下加熱30-50min，加入碳納米管0.05-3份，超聲 l〇-20min ；
[0016] (3)自然冷卻后，在-4°C下靜置1-2小時，抽濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0017] 所述步驟3中的抽濾采用孔徑為0. 22微米的聚四氣己締濾膜。
[001引本發(fā)明與現有技術相比，其有益效果為；
[0019] (1)本發(fā)明制得的水溶性碳納米管在保留了其良好的穩(wěn)定性和導電性能的同時， 能良好地溶于水中，避免了使用各類有機溶劑，該樣能有效避免了因有機溶劑帶來的污染。
[0020] (2)本發(fā)明的水溶性碳納米管，其制備方法簡單，制備條件易獲得，易于工業(yè)化生 產。
【具體實施方式】
[0021] W下結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0022] 實施例1
[0023] (1)將硫酸17kg、硝酸51kg和磯酸3. 4kg混合均勻，加入聚己締醇縮了醒0.化g、 月桂醇聚離硫酸醋鋼0. 05kg、氯化鋼0. 02kg、甘油硬脂酸脂0. 02kg和石油離0. 01kg ;
[0024] (2)在150°C氮氣氣氛下加熱30min，加入碳納米管0. 05kg，超聲lOmin ;
[002引做自然冷卻后，在-4°C下靜置1小時，用孔徑為0. 22微米的聚四氣己締濾膜抽 濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0026] 將制得的水溶性碳納米管加入水中，攬拌，基本沒有沉淀，20天后溶液仍保持穩(wěn) 定。
[0027] 實施例2
[002引 （1)將硫酸17kg、硝酸51kg和磯酸3. 4kg混合均勻，加入聚己締醇縮了醒化g、月 桂醇聚離硫酸醋鋼0. 05kg、氯化鋼0. 02kg、聚醋酸己締樹脂0. 02kg和石油離0. 01kg ;
[0029] (2)在150°C氮氣氣氛下加熱30min，加入碳納米管0. 05kg，超聲lOmin ;
[0030] 做自然冷卻后，在-4°C下靜置1小時，用孔徑為0. 22微米的聚四氣己締濾膜抽 濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0031] 將制得的水溶性碳納米管加入水中，攬拌，基本沒有沉淀，20天后溶液仍保持穩(wěn) 定。
[0032] 實施例3
[0033] (1)將硫酸28kg、硝酸42kg和磯酸7kg混合均勻，加入聚己締醇縮了醒化g、月桂 醇聚離硫酸醋鋼0. 05kg、氯化鋼0. 8kg、聚醋酸己締樹脂1.化g、正己燒0. 25kg和二氧六環(huán) 0. 25kg ；
[0034] (2)在180°C氮氣氣氛下加熱50min，加入碳納米管3kg，超聲20min ;
[003引 做自然冷卻后，在-4°C下靜置2小時，用孔徑為0.22微米的聚四氣己締濾膜抽 濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0036] 將制得的水溶性碳納米管加入水中，攬拌，基本沒有沉淀，20天后溶液仍保持穩(wěn) 定。
[0037] 實施例4
[003引 （1)將硫酸28kg、硝酸42kg和磯酸7kg混合均勻，加入聚己締醇縮了醒0.化g、月 桂醇聚離硫酸醋鋼0. 8kg、氯化鋼0. 8kg、十二烷基硫酸鋼1.化g、正己燒0. 25kg和二氧六環(huán) 0. 25kg ；
[0039] (2)在180°C氮氣氣氛下加熱50min，加入碳納米管3kg，超聲20min ;
[0040] 做自然冷卻后，在-4°C下靜置2小時，用孔徑為0.22微米的聚四氣己締濾膜抽 濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0041] 將制得的水溶性碳納米管加入水中，攬拌，基本沒有沉淀，20天后溶液仍保持穩(wěn) 定。
[0042] 實施例5
[0043] (1)將硫酸26kg、硝酸40kg和磯酸4kg混合均勻，加入聚己締醇縮了醒0. 8kg、月 桂醇聚離硫酸醋鋼0.化g、氯化鋼0.化g、壬基酪聚氧己締離1kg和己醇胺0.化g ;
[0044] (2)在160°C氮氣氣氛下加熱40min，加入碳納米管化g，超聲15min ;
[0045] 做自然冷卻后，在-4°C下靜置1小時，用孔徑為0. 22微米的聚四氣己締濾膜抽 濾、洗漆、烘干，得到水溶性碳納米管。
[0046] 將制得的水溶性碳納米管加入水中，攬拌，基本沒有沉淀，20天后溶液仍保持穩(wěn) 定。
【主權項】
1. 一種水溶性碳納米管材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成： 碳納米管0.05-3份， 酸混合液 68-78份， 聚乙烯醇縮丁醛0.2-1份， 月桂醇聚醚硫酸酯鈉 0. 05-0. 8份， 氯化鈉 0. 02-0. 8份， 分散劑（).()2-1.2份， 發(fā)泡劑（).()卜0.5份。
2. 根據權利要求1所述水溶性碳納米管材料，其特征在于，所述發(fā)泡劑選自石油醚、正 己烷、二氧六環(huán)和乙醇胺中的一種或幾種的混合。
3. 根據權利要求1所述水溶性碳納米管材料，其特征在于，所述分散劑選自甘油硬脂 酸脂、聚醋酸乙烯樹脂、聚二噻唑、十二烷基硫酸鈉和壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種的 混合。
4. 根據權利要求1所述水溶性碳納米管材料，其特征在于，所述酸混合液為硫酸、硝酸 和磷酸的混合物。
5. 根據權利要求4所述水溶性碳納米管材料，其特征在于，所述酸混合液中硫酸、硝酸 和磷酸的質量比為1-2 :3 :0. 2-0. 5。
6. -種水溶性碳納米管材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 在酸混合液68-78份中加入聚乙烯醇縮丁醛0. 2-1份、月桂醇聚醚硫酸酯鈉 0. 05-0. 8份、氯化鈉0. 02-0. 8份、分散劑0. 02-1. 2份和發(fā)泡劑0. 01-0. 5份； (2) 在150-180°C氮氣氣氛下加熱30-50min，加入碳納米管0. 05-3份，超聲10-20min ; (3) 自然冷卻后，在-4°C下靜置1-2小時，抽濾、洗滌、烘干，得到水溶性碳納米管。
7. 根據權利要求6所述的水溶性碳納米管的制備方法，其特征在于，步驟3中所述抽濾 采用孔徑為〇. 22微米的聚四氟乙烯濾膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水溶性碳納米管材料及其制備方法，上述水溶性碳納米管材料，由包含以下重量份的組分制成：碳納米管0.05-3份、酸混合液68-78份、聚乙烯醇縮丁醛0.2-1份、月桂醇聚醚硫酸酯鈉0.05-0.8份、氯化鈉0.02-0.8份、分散劑0.02-1.2份和發(fā)泡劑0.01-0.5份。本發(fā)明還提供了上述水溶性碳納米管材料的制備方法。
【IPC分類】C08L29-14, C08K7-24, C08K3-16, C08J9-14
【公開號】CN104672730
【申請?zhí)枴緾N201510114034
【發(fā)明人】費金華
【申請人】吳江華誠復合材料科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月16日