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    重庆时时彩刷大底技巧: 高耐磨功能化碳纳米管的制备方法及复合橡胶材料.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610080869.0

    申请日:

    2016.02.03

    公开号:

    CN105602005A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):C08K 9/10申请日:20160203|||公开
    IPC分类号: C08K9/10; C08K9/04; C08K7/24; C08L7/00; C08K13/06; C08G18/66; C08G18/65; C08G18/61; C08G18/42 主分类号: C08K9/10
    申请人: 安徽中鼎密封件股份有限公司; 合肥学院
    发明人: 李明华; 夏迎松; 方炳虎; 任金水; 张海潮; 陈晋阳
    地址: 242300 安徽省宣城市宁国经济技术开发区安徽中鼎密封件股份有限公司
    优先权:
    专利代理机构: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 张海英;林波
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610080869.0

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法及橡胶复合材料,属于功能化碳纳米管改性橡胶材料领域,为提升现有橡胶材料耐磨性等问题而设计。本发明高耐磨功能化碳纳米管的制备方法为在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链,包覆形成无机-有机共价键结构。本发明橡胶材料复合上述功能化碳纳米管。本发明高耐磨功能化碳纳米管表面接枝大分子量的聚氨酯分子链,降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,提高其与橡胶基体材料的分散性和相容性。本发明橡胶材料复合了上述功能化碳纳米管,实现了碳纳米管在橡胶基体中的均匀分散,显著增强了橡胶复合材料的耐磨性能。

    权利要求书

    1.一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在于,
    在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链,聚氨酯分子链将碳纳米管包覆
    形成无机-有机共价键结构。
    2.根据权利要求1所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在
    于,所述碳纳米管为多壁碳纳米管。
    3.根据权利要求1或2所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征
    在于,所述在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链包括:
    步骤1:混合、搅拌碳纳米管粉体、醋酸丁酯、异氰酸酯和催化剂,反应
    设定时间,以进行碳纳米管的第一次表面接枝反应;
    步骤2:向步骤1中的反应体系中加入聚二元醇,搅拌混合物,以进行碳
    纳米管的第二次表面接枝反应;
    步骤3:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇并搅拌设定时间,得到表
    面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管。
    4.根据权利要求3所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在
    于,所述步骤1包括:
    步骤101:将碳纳米管粉体、醋酸丁酯与异氰酸酯在反应釜内混合;
    步骤102:通入N2,设置反应温度为50-90℃,搅拌设定时间后得到功能化
    碳纳米管预分散体;
    步骤103:向步骤102得到的功能化碳纳米管预分散体中加入催化剂,设
    置反应温度为50-90℃、搅拌使混合物反应1-3h。
    5.根据权利要求3所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在
    于,所述步骤2为:
    在设定时间内向步骤1中的反应体系加入设定计量的聚二元醇,搅拌使混
    合物反应1-3h。
    6.根据权利要求3所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在
    于,所述步骤3包括:
    步骤301:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇,搅拌1-2h后冷却至室
    温;
    步骤302:进行不大于1h的超声分散,制备出表面接枝聚氨酯分子链的功
    能化碳纳米管分散体;
    步骤303:在80℃的温度下,减压、蒸馏、烘干和研磨步骤302中的功能
    化碳纳米管分散体以得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管纳米粉体。
    7.根据权利要求3所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在于:
    所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯
    (MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔
    酮二异氰酸酯(IPDI)、液化MDI、TDI二聚体、HDI二聚体的一种或几种混
    合,用量为所述多壁碳纳米管粉体重量的8-25%;
    所用的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇
    胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、N,N’-二甲基吡啶、
    N,N’-二甲基吡啶、N-甲基吗啉、N,N‘-二乙基哌嗪的一种或几种,添加量为
    所述多壁碳纳米管粉体重量的2-5%;
    所述聚二元醇为不同分子量分布的聚碳酸酯二元醇、聚已内酯二醇、聚四
    氢呋喃二醇、聚乙二醇、端羟基聚二甲基硅氧烷的一种或几种,添加量为所述
    多壁碳纳米管粉体重量的25-200%。
    8.根据权利要求3所述的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其特征在
    于:所述小分子醇为甲醇、乙醇、丁醇中的任意一种或者任意几种。
    9.一种橡胶复合材料,其特征在于:所述橡胶复合材料中混合有设定比
    例的如权利要求1-8任一所述的高耐磨功能化碳纳米管。
    10.根据权利要求9所述的橡胶复合材料,其特征在于,所述橡胶复合材
    料的组分和各组分重量配比为:
    天然橡胶:100份;
    功能化多壁碳纳米管粉体材料:1份或3份或5份;
    氧化锌:6份;
    硫磺IS-60:3.5份;
    硬脂酸S.A:0.5份;
    硫化促进剂:0.7份。

    说明书

    高耐磨功能化碳纳米管的制备方法及复合橡胶材料

    技术领域

    本发明涉及功能化碳纳米管改性橡胶材料技术领域,尤其涉及一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法及复合该功能化碳纳米管的橡胶复合材料。

    背景技术

    天然橡胶(NR)是指从橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的天然高分子弹性固状物,其橡胶烃(聚异戊二烯)含量在97%以上,是非极性橡胶。天然橡胶的普通耐磨性能虽能够满足大部分与其相关的工业产品需求,但在某些对橡胶制品的耐磨性要求极高的装备行业,比如车辆轮胎、矿山运输带以及军工设备领域,现有的橡胶制品的耐磨性能并不能达到使用要求。除此之外,橡胶制品的耐磨性能的提高不能降低或破坏其它方面的性能,比如提高耐磨性能但不能过多增加硬度。上述要求给橡胶材料的发展带来了极大的挑战。

    碳纳米管属于一种新型碳结构材料,主要以SP2杂化为主,在其空间拓扑结构中又同时具有SP2和SP3混合杂化的化学键,而这些P轨道彼此交叠在碳纳米管表面时,形成高度离域化的大π键。碳纳米管的独特结构使其具有许多优良的性能,例如:高耐磨性、比表面积大、强度高、韧性好。在橡胶工业中,将碳纳米管填充到各种橡胶基体以提高橡胶基体的性能成为研究高端橡胶产品的理想共混复合材料之一,但碳纳米管自身有着很高的表面自由能,易发生团聚现象,所以在复合填充使用时,碳纳米管团聚在橡胶基体中,与橡胶基体不能很好的相容,不仅影响了橡胶材料本身的性能,而且碳纳米管也没有发挥其优良性能。

    发明内容

    本发明的一个目的在于提出一种用于制备出表面自由能更低、分散性和相容性更好的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法。

    本发明的另一个目的在于提出一种在不影响橡胶原有性能的基础上大大提高耐磨性能的橡胶复合材料。

    为达此目的,一方面本发明采用以下技术方案:

    一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链,包覆形成无机-有机共价键结构。

    进一步的技术方案是,所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

    进一步的技术方案是,所述在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链包括:

    步骤1:混合、搅拌碳纳米管粉体、醋酸丁酯、异氰酸酯和催化剂,反应设定时间,以进行碳纳米管的第一次表面接枝反应;

    步骤2:向步骤1中的反应体系中加入聚二元醇,搅拌混合物,以进行碳纳米管的第二次表面接枝反应;

    步骤3:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇并搅拌设定时间,得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管。

    进一步的技术方案是,所述步骤1包括:

    步骤101:将碳纳米管粉体、醋酸丁酯与异氰酸酯在反应釜内混合;

    步骤102:通入N2,设置反应温度为50-90℃,搅拌设定时间后得到功能化碳纳米管预分散体;

    步骤103:向步骤102得到的功能化碳纳米管预分散体中加入催化剂,设置反应温度为50-90℃、搅拌使混合物反应1-3h。

    进一步的技术方案是,所述步骤2为:

    在设定时间内向步骤1中的反应体系加入设定计量的聚二元醇,搅拌使混合物反应1-3h。

    进一步的技术方案是,所述步骤3包括:

    步骤301:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇,搅拌1-2h后冷却至室温;

    步骤302:超声分散小于或者等于1h,制备出表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管分散体;

    步骤303:在80℃的温度下,减压、蒸馏、烘干和研磨步骤302中的功能化碳纳米管分散体以得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管纳米粉体。

    进一步的技术方案是,所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、液化MDI、TDI二聚体、HDI二聚体的一种或几种混合,用量为所述多壁碳纳米管粉体重量的8-25%;

    所用的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、N,N’-二甲基吡啶、N,N’-二甲基吡啶、N-甲基吗啉、N,N‘-二乙基哌嗪的一种或几种,添加量为所述多壁碳纳米管粉体重量的2-5%;

    所述聚二元醇为不同分子量分布的聚碳酸酯二元醇、聚已内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇、端羟基聚二甲基硅氧烷的一种或几种,添加量为所述多壁碳纳米管粉体重量的25-200%。

    进一步的技术方案是,所述小分子醇为甲醇、乙醇、丁醇中的任意一种或者任意几种。

    为达此目的,另一方面本发明采用以下技术方案:

    一种橡胶复合材料,所述橡胶复合材料中混合有设定比例的如上述所述的高耐磨功能化碳纳米管。

    进一步的技术方案是,所述橡胶复合材料的组分和各组分重量配比为:

    天然橡胶:100份;

    功能化多壁碳纳米管粉体材料:1份或3份或5份;

    氧化锌:6份;

    硫磺IS-60:3.5份;

    硬脂酸S.A:0.5份;

    硫化促进剂:0.7份。

    本发明的有益效果为:

    本发明制备的表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管,有效地降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,从而提升了碳纳米管的分散性和相容性。

    本发明橡胶材料复合了上述高耐磨功能化碳纳米管,实现了碳纳米管在橡胶基体中的均匀分散,显著增强了橡胶复合材料的耐磨性能。

    附图说明

    图1是本发明优选实施例1提供的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法的简明流程图;

    图2是本发明优选实施例2提供的高耐磨功能化碳纳米管的制备方法的流程图;

    图3是本发明优选实施例2提供的红外光谱图;

    图4是本发明优选实施例2提供的热重曲线图;

    图5是本发明优选实施例2提供的扫描电镜图;

    图6是本发明优选实施例3提供的冷冻超薄切片后透射电镜图;

    图7是本发明优选实施例3提供的NR/MWCNTs和NR/F-MWCNTs复合材料的磨损对比图。

    具体实施方式

    下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

    优选实施例1

    本实施例公开一种高耐磨功能化碳纳米管(F-MWCNTs)的制备方法。本实施例高耐磨功能化碳纳米管的制备方法为:在碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链,包覆形成无机-有机共价键结构。

    优选的,所述碳纳米管为多壁碳纳米管。

    本实施例制备出的表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管,有效地降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,从而提升了碳纳米管的分散性和相容性。

    碳纳米管的碳壁表面接枝聚氨酯分子链的具体制备方法不限。具体的,本实施例提供了一种优选方案,如图1所示,包括如下步骤:

    步骤1:混合、搅拌碳纳米管粉体、醋酸丁酯、异氰酸酯和催化剂,反应设定时间,以进行碳纳米管的第一次表面接枝反应。具体的,步骤1包括如下步骤:

    步骤101:将碳纳米管粉体、醋酸丁酯与异氰酸酯在反应釜内混合;

    步骤102:通入N2,设置反应温度为50-90℃,搅拌设定时间后得到功能化碳纳米管预分散体;

    步骤103:向步骤102得到的功能化碳纳米管预分散体中加入催化剂,设置反应温度为50-90℃、搅拌使混合物反应1-3h。

    步骤2:向步骤1中的反应体系中加入聚二元醇,搅拌混合物以进行碳纳米管的第二次表面接枝反应。具体的,在设定时间内向步骤1中的反应体系加入设定计量的聚二元醇,搅拌使混合物反应1-3h。

    步骤3:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇并搅拌设定时间,即得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管。小分子醇为终止剂,用于终止反应。

    具体的,步骤3包括如下步骤:

    步骤301:向步骤2中的反应体系中加入小分子醇,搅拌1-2h后冷却至室温;

    步骤302:超声分散小于或者等于1h,制备出表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管分散体;

    步骤303:在80℃的温度下,减压蒸馏步骤302中的功能化碳纳米管分散体,蒸馏后进行烘干和研磨以得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管纳米粉体。

    其中:所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、1,6-己二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、液化MDI、TDI二聚体、HDI二聚体的一种或几种混合。优选的,所述异氰酸酯的用量为所述碳纳米管粉体质量的8-25%。

    所用的催化剂为N,N-二甲基环己胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡、N,N’-二甲基吡啶、N,N’-二甲基吡啶、N-甲基吗啉、N,N’-二乙基哌嗪的一种或几种。优选的,所述催化剂的用量为所述碳纳米管粉体质量的2-5%。

    所述聚二元醇为不同分子量分布的聚碳酸酯二元醇、聚已内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚乙二醇、端羟基聚二甲基硅氧烷的一种或几种。优选的,所述聚二元醇的用量为所述碳纳米管粉体质量的25-200%。

    所述终止剂为甲醇、乙醇、丁醇中的一种或几种。

    本实施例制备的表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管,有效地降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,从而提升了碳纳米管的分散性和相容性。

    优选实施例2

    本实施例公开了一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,如图2所示,包括如下步骤:

    步骤A:将多壁碳纳米管粉体25g、醋酸丁酯500g与异佛尔酮二异氰酸酯2g在反应釜内混合;

    步骤B:通入N2,设置反应温度为50-90℃,搅拌设定时间后得到功能化多壁碳纳米管预分散体;

    步骤C:向功能化多壁碳纳米管预分散体中加入催化剂二醋酸二丁基锡0.5g,设置反应温度为50-90℃、搅拌使混合物反应1-3h。

    步骤D:在15min内向上述反应体系中加入端羟基聚二甲基硅氧烷(Mn=2000)18g,搅拌(搅拌速度设为500~600rpm)使混合物反应1-3h以进行多壁碳纳米管的第二次表面接枝反应。

    步骤E:向上述反应体系中加入乙醇0.80g,搅拌1-2h后冷却至室温;

    步骤F:超声分散小于或者等于1h,制备出表面接枝聚氨酯分子链的功能化多壁碳纳米管分散体;

    步骤G:在80℃的温度下,减压蒸馏步骤302中的功能化多壁碳纳米管分散体,蒸馏后进行烘干和研磨以得到表面接枝聚氨酯分子链的功能化多壁碳纳米管纳米粉体。为了表征本实施例制备的功能化碳纳米管的材料特性,进行了如下试验:

    选取本实施例制备出来的功能化碳纳米管(F-MWCNTs粉体材料),进行红外、热重和扫描电镜表征,具体如下:

    1)红外光谱表征

    如图3所示,图3为红外光谱:原始羟基化多壁碳纳米管MWCNTs(a);异佛尔酮二异氰酸IPDI(b);醋酸丁酯溶剂抽提碳壁表面物理包覆后的F-MWCNTs(c)。

    从傅里叶变换红外光谱图中可见,图3(a)中3500cm-1周围的峰是原始MWCNTs表面-OH伸缩振动产生的。而MWCNTs表面接枝聚氨酯大分子链的红外光谱图3(c)可以观察到聚氨酯结构的特征红外吸收峰:2853-2964cm-1处为亚甲基与甲基的伸缩振动峰(νCH2和νCH3);1563cm-1处可以看到C-N键的变形振动;1500-1719cm-1范围内大的吸收峰是氨基甲酸酯键(-NH-CO-O-)中的C=O的伸缩振动和N-H的弯曲振动吸收峰;1258cm-1处为氨酯基中C-O-C的伸缩振动峰。在图3(c)中观察不到图3(b)异佛尔酮二异氰酸的-NCO基团特征吸收峰2260cm-1,说明异氰酸酯完全参与了接枝反应。此外,1105cm-1左右出现的强振动峰归属为Si-O-Si伸缩振动,表明端羟基聚二甲基硅氧烷进一步与异氰酸根-NCO发生了反应。

    上述F-MWCNTs粉体材料分析结果是建立在其经过充分离心、洗涤,完全排除了物理吸附的影响,表明MWCNTs表面己经接枝了聚氨酯有机分子链,形成了化学键合。

    2)热重分析

    如图4所示,图4为热重曲线:原始羟基化多壁碳纳米管MWCNTs(a);醋酸丁酯溶剂抽提碳壁表面物理包覆后的F-MWCNTs(b)。

    图4显示了原始羟基化MWCNTs和醋酸丁酯溶剂抽提碳壁表面物理包覆后的F-WMCNTs的热稳定性能。对比两条曲线可以看出,原始羟基化MWCNTs即使在550℃下,失重率仅仅为1.50%,说明其具有良好的热稳定性。而改性F-WMCNTs随温度的升高慢慢热降解,当温度上升到550℃时,失重为8.00%,二者失重率之差为6.50%。这两条曲线的差别主要是因为表面化学接枝有机硅类型聚氨酯分子链的热稳定性比原始羟基化MWCNTs的要低。同时,可估计出原始羟基化MWCNTs改性后表面化学接枝的有机硅类型聚氨酯包覆量的比重大约为6.50%。

    3)扫描电镜分析

    图5为扫描电镜图片:原始羟基化多壁碳纳米管MWCNTs(a);醋酸丁酯溶剂抽提碳壁表面物理包覆后的F-MWCNTs(b)

    图5给出了原始羟基化MWCNTs和醋酸丁酯溶剂抽提表面物理包覆后的F-WMCNTs的扫描电镜照片。对比扫描电镜图片可以看出,原始羟基化MWCNTs平均外径约50nm,表面较为粗糙。而改性F-WMCNTs平均外径增加到约70nm,表面更加光滑,展现出高分子分子链特有的形貌特征。由于MWCNTs接枝有机硅类型聚氨酯分子链后变成了无机-有机共价结合材料,有利于增加其与橡胶基体的相互作用,改善橡胶与多壁碳纳米管之间的界面结构。

    优选实施例3

    本实施例公开一种橡胶复合材料(NR/F-MWCNTs),所述橡胶复合材料中混合有设定比例的如优选实施例2公开的高耐磨功能化碳纳米管。

    具体的,所述橡胶复合材料的组分和各组分重量配比为:

    天然橡胶:100份;

    功能化多壁碳纳米管粉体材料:1份或3份或5份;

    氧化锌:6份;

    硫磺IS-60:3.5份;

    硬脂酸S.A:0.5份;

    硫化促进剂:0.7份。

    将上述组分进行混炼、密炼和硫化成型即可得到复合功能化碳纳米管的橡胶复合材料(NR/F-MWCNTs)。

    为了表征本实施例复合功能化碳纳米管的橡胶复合材料(NR/F-MWCNTs)的特性,进行了如下试验:

    选取本实施例中制备出来的NR/F-WMCNTs复合材料,进行透射电镜、阿克隆磨耗表征,具体如下:

    1)透射电镜分析

    图6为冷冻超薄切片后透射电镜图片:NR/F-MWCNTs(1份)(a);NR/F-MWCNTs(3份)(b);NR/F-MWCNTs(5份)(c)。

    为了表征F-MWCNTs复合NR后的真实分散状态,将填充1份、3份和5份三种不同添加量的NR/F-MWCNTs复合材料硫化样品进行冷冻超薄切片,再进行透射电镜观察。图6给出了NR/F-MWCNTs复合材料冷冻超薄切片后透射电镜图片,可以看出,随着F-MWCNTs添加份数的增加,NR基体中出现的碳纳米管数量也逐渐增加,当添加到5份时,整个NR基体中的碳纳米管能够显现出一定的连续网络结构,有助于复合材料受到外界应力作用后将其进行有效传递或将转化的热量有效导出,因而有利于提高橡胶复合材料在各种运动状态下的耐磨性能。同时,在三种NR/F-MWCNTs硫化样品中均未发现明显的团聚现象,说明原始羟基化MWCNTs接枝有机硅类型聚氨酯分子链后,能够提高其流动性和分散性,从而减少MWCNTs粉体材料的团聚。

    2)耐磨性能

    图7为NR/MWCNTs和NR/F-MWCNTs复合材料的磨损对比。

    阿克隆磨耗是一种相对缓慢且形变较小的受力过程,多壁碳纳米管的刚性网络结构形成了类似支架的三维“笼子”,能够?;ぁ傲印崩锩娴南鸾悍肿恿词艿浇仙倌Σ亮Φ淖饔?。随着原始MWCNTs的逐渐加入,NR/MWCNTs复合材料的耐磨性能逐渐提高,当加入到3-5份时候,变化趋势平缓,而F-MWCNTs复合天然橡胶后磨损远远小于NR/MWCNTs复合材料,加入5份时,其阿克隆磨耗值为0.9cm3/1.61km,也远小于行业标准NY/T1403-2007中NR橡胶制品的2.96cm3/1.61km,说明复合功能化碳纳米管粉体材料后橡胶的耐磨性能得到大幅度提高。因此,与原始MWCNTs相比,在其表面接枝有机硅类型聚氨酯分子链不仅有利于降低碳纳米管表面能,还能够降低碳壁与橡胶分子链的摩擦力,并极大发挥多壁碳纳米管的刚性,共同抵御外界负荷的作用,为制造高耐磨橡胶产品提供新的方法。

    优选实施例4

    本实施例公开了一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其制备方法与优选实施例2基本相同,区别之处在于:选取了不同的异氰酸酯和聚二元醇,以及相应的配比不同。

    本实施例为:功能化碳纳米管粉体25g、醋酸丁酯500g、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯5g、二醋酸二丁基锡0.5g、聚已内酯二醇(Mn=2000)40g、乙醇为1.80g。

    本实施例制备的表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管,有效地降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,从而提升了碳纳米管的分散性和相容性。

    优选实施例5

    本实施例公开了一种高耐磨功能化碳纳米管的制备方法,其制备方法与优选实施例2基本相同,区别之处在于:选取了不同的异氰酸酯和聚二元醇,以及相应的配比不同。

    本实施例为:功能化碳纳米管粉体25g、醋酸丁酯500g、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯3.0g、二醋酸二丁基锡0.5g、聚乙二元醇(Mn=1000)12g、乙醇为1.10g。

    本实施例制备的表面接枝聚氨酯分子链的功能化碳纳米管,有效地降低了碳纳米管的表面自由能,有效避免了其填充到基体时出现的团聚现象,从而提升了碳纳米管的分散性和相容性。

    以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明?;し段У南拗??;诖舜Φ慕馐?,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的?;し段е?。

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    耐磨 功能 纳米 制备 方法 复合 橡胶材料
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