一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法

技术领域

本发明属于涂层材料技术领域，具体涉及一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法。

背景技术

涂层是一种用于保护和提供装饰等功用的具有延展性的材料。涂层材料的性质直接影响涂覆后金属或其他基材的表面性能。涂层材料由于具有不同的物质成分，展现出不同的性能。比如，将具有特定介电参数的金属粉末加入到涂层材料基质中，从而赋予涂层材料以吸波性能。通过将纤维材料加入到涂层材料基质中，从而使涂层材料具有耐磨和抗腐蚀等性能。

现有的涂层材料中，基质一般是有机高分子材料，有机高分子材料的粘结性和延展性使涂层材料具有良好的铺展性能。但是涂层材料一般具有密度大、热稳定性差等缺点，这些问题限制了涂层材料的推广应用。此外，向有机高分子基质中添加金属粉末，极易造成基质与添加物质之间相容性差，涂覆后金属粉末分散不均匀，造成涂层材料稳定性差。提供一种改性的涂层材料及改性的方法，是制备得到具有新性能涂层材料的有效途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法。该方法以经硝酸回流的碳纳米管为改性材料，经分步混合和硬化得到改性涂层材料。以酚醛树脂为基质，以碳化硅、氯化铁为辅助溶剂，添加有碳纳米管、硅烷偶联剂和硬化剂进行改性，得到的涂层材料克服了现有技术涂层材料相容性差、无法均匀分散等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管10份～20份；酚醛树脂40份～60份；碳化硅15份～30份；氯化铁5份～10份；硅烷偶联剂0.2份～1份；硬化剂1份～2份；

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

上述的一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管12份～18份；酚醛树脂42份～52份；碳化硅20份～26份；氯化铁6份～8份；硅烷偶联剂0.5份～0.8份；硬化剂1.2份～1.8份。

上述的一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管16份；酚醛树脂48份；碳化硅24份；氯化铁7份；硅烷偶联剂0.6份；硬化剂1.6份。

上述的一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤一所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为4h～10h。

上述的一种碳纳米管改性涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤三所述搅拌的速度为400r/min～800r/min，所述搅拌的时间为3h～6h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的方法以经硝酸回流的碳纳米管为改性材料，经分步混合和硬化得到改性涂层材料。以酚醛树脂为基质，以碳化硅、氯化铁为辅助溶剂，添加有碳纳米管、硅烷偶联剂和硬化剂进行改性，得到的涂层材料克服了现有技术涂层材料相容性差、无法均匀分散等问题。

下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

本实施例的碳纳米管改性涂层材料，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管16份；酚醛树脂48份；碳化硅24份；氯化铁7份；硅烷偶联剂0.6份；硬化剂1.6份；

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为8h；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；所述搅拌的速度为800r/min，所述搅拌的时间为3h；

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

实施例2

本实施例的碳纳米管改性涂层材料，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管12份；酚醛树脂42份；碳化硅20份；氯化铁6份；硅烷偶联剂0.5份；硬化剂1.8份。

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为4h；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；所述搅拌的速度为800r/min，所述搅拌的时间为3h；

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

实施例3

本实施例的碳纳米管改性涂层材料，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管18份；酚醛树脂52份；碳化硅26份；氯化铁8份；硅烷偶联剂0.8份；硬化剂1.2份。

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为10h；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；所述搅拌的速度为800r/min，所述搅拌的时间为3h；

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

实施例4

本实施例的碳纳米管改性涂层材料，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管10份；酚醛树脂40份；碳化硅15份；氯化铁5份；硅烷偶联剂0.2份；硬化剂1份。

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为4h；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；所述搅拌的速度为400r/min，所述搅拌的时间为6h；

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

实施例5

本实施例的碳纳米管改性涂层材料，原料包括以下重量份的组分：碳纳米管20份；酚醛树脂60份；碳化硅30份；氯化铁10份；硅烷偶联剂1份；硬化剂2份。

所述方法包括以下步骤：

步骤一、将碳纳米管置于稀硝酸溶液中预处理；得到预处理后碳纳米管；所述预处理为回流处理，所述预处理的时间为4h；

步骤二、将步骤一预处理后碳纳米管置于酚醛树脂中，搅拌使混合均匀；

步骤三、向步骤二搅拌后体系中加入硅烷偶联剂和碳化硅，然后在搅拌条件下加入氯化铁，得到混合体系；所述搅拌的速度为600r/min，所述搅拌的时间为5h。

步骤四、将步骤三所述混合体系与硬化剂混合均匀，搅拌至硬化，得到碳纳米管改性涂层材料。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。