[发明专利]一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其涉及一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法。

背景技术

自从上个世纪末纳米技术的出现，纳米材料的独特性能引起人们的广泛关注。把纳米材料与高分子材料复合，制备高性能和功能化的复合材料成为高分子材料领域的热点之一。作为纳米材料领域之一的碳纳米管具有独特的物理性能，是一种具有纳米直径的管状碳纤维，它具有超强的韧性和强度以及优异的导电性能。通过不同的复合方法可制备出增强、导电和电磁屏蔽的优异性能的材料，具有广泛的应用前景。

由于高分子材料来源丰富、制造方便、加工容易、节省能源和投资、效益显著、品种繁多、用途广泛，因而在材料领域占有的比重越来越大。但是随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高，对高分子材料不断提出各种各样的新要求，使高分子材料科学的发展呈现出高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化的趋势。而纳米技术的出现则为材料科学的发展带来革命性的变化，为高性能、功能化的材料开创了新的领域。因而世界上许多国家把纳米材料的开发放在了特别重要的位置，并形成一股纳米复合材料的热潮。

纳米材料是指平均粒径在纳米级(1-100nm)范围内的固体材料的总称。而作为其中重要的一个部分则是聚合物/无机纳米粒子复合材料，一般是指以有机高分子聚合物为连续相与纳米粒子进行复合而得到的复合材料。这种材料能够充分的结合高分子材料以及纳米粒子所具有的特性，大大的扩展了高分子材料的应用领域，而成为纳米材料里的研究热门。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有制备方法简单，制备方法灵活的优点的高分子基碳纳米管复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于包括以下几种制备方法：插层复合法、共混法、原位聚合法、溶胶-凝胶法。

进一步的，所述插层复合法主要有两种：一是插层聚合法，即先将聚合物单体分散，与经插层剂处理的层状硅酸盐混合，然后原位聚合，利用聚合时放出的热量，使其剥离成厚约1nm、长宽均约100nm的层状硅酸盐基本单元，均匀分散在聚合物基体中，实现高分子与硅酸盐在纳米尺度上的复合。二是聚合物插层，即将聚合物熔体或溶液与硅酸盐混合，利用力学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中形成纳米复合材料。其中聚合物熔融插层是聚合物在高于其软化温度下加热，在静止或剪切力作用下直接插层进入硅酸盐片层间，无需溶剂。

进一步的，所述共混法是通过溶液共混、乳液共混与溶液共混、熔融共混和机械共混等4种方式制得纳米复合材料。

进一步的，所述原位聚合法是将经过表面处理的纳米粒子加入到单体中，混合均匀，然后在适当条件引发单体聚合，从而制得聚合物基纳米复合材料。

更进一步的，所述溶胶-凝胶法是将烷氧金属或金属盐等前驱物质(水溶性盐或油溶性醇盐)溶于水或有机溶剂中形成均质溶液，溶质发生水解反应形成纳米粒子并形成溶胶，缩聚形成凝胶，再经溶剂挥发或加热等方法处理制成固体样品的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用多种制备方法制成高分子基碳纳米管复合材料，具有制备方法简单，制备方法灵活的优点。

具体实施方式

实施例1：

一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法，采用插层复合法制备而成，所述插层复合法主要有两种：一是插层聚合法，即先将聚合物单体分散，与经插层剂处理的层状硅酸盐混合，然后原位聚合，利用聚合时放出的热量，使其剥离成厚约1nm、长宽均约100nm的层状硅酸盐基本单元，均匀分散在聚合物基体中，实现高分子与硅酸盐在纳米尺度上的复合。二是聚合物插层，即将聚合物熔体或溶液与硅酸盐混合，利用力学或热力学作用使层状硅酸盐剥离成纳米尺度的片层并均匀分散在聚合物基体中形成纳米复合材料。其中聚合物熔融插层是聚合物在高于其软化温度下加热，在静止或剪切力作用下直接插层进入硅酸盐片层间，无需溶剂。

实施例2：

一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法，采用共混法制备而成，所述共混法是通过溶液共混、乳液共混与溶液共混、熔融共混和机械共混等4种方式制得纳米复合材料。

实施例3：

一种高分子基碳纳米管复合材料的制备方法，采用原位聚合法制备而成，所述原位聚合法是将经过表面处理的纳米粒子加入到单体中，混合均匀，然后在适当条件引发单体聚合，从而制得聚合物基纳米复合材料。

实施例4：