專利名稱：一種含碳納米管的改性橡膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性橡膠及其制備方法，具體地說涉及一種含碳納米管的改性橡膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管是繼富勒烯之后出現(xiàn)的又一種新型無機(jī)碳材料。從結(jié)構(gòu)上看，碳納米管可視為由石墨片卷曲而成的中空管狀結(jié)構(gòu)，其管壁是一種類似石墨片的碳六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，碳納米管以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)性能引起了人們廣泛的注意。在橡膠中添加碳納米管，以改善橡膠性能，在目前已經(jīng)有大量的應(yīng)用。但是，由于碳納米管是由大量處于芳香離域系統(tǒng)中的碳原子組成的大分子，長徑比大，比表面能高，極易團(tuán)聚，其側(cè)壁完整光滑，懸掛鍵極少，與其它物質(zhì)的浸潤性極差，幾乎不溶于任何溶劑，嚴(yán)重影響了它在溶液或復(fù)合材料中的分散性，妨礙了對(duì)其進(jìn)行分子水平的操作及研究，大大限制了碳納米管在各方面的應(yīng)用。ZL200510058999.6公開了一種碳納米管改性粉末天然橡膠及其制備方法。其中所述酸處理后的碳納米管-水懸浮液與天然膠乳超聲分散，得到添加碳納米管的天然橡膠液體膠料，然后采用噴霧干燥法制備了含有碳納米管的改性粉末天然橡膠。ZL200510111511. 1公開了一種非酸化處理的碳納米管/橡膠納米復(fù)合材料制備方法。其中所述碳納米管與含伯胺基的多硫化物在亞硝基化合物的存在下反應(yīng)，在碳納米管表面共價(jià)接枝多硫化物，碳納米管與橡膠分子通過硫原子共價(jià)結(jié)合，聚合物分子是共價(jià)接枝在碳納米管的管壁，這種多硫化物接枝的碳納米管與橡膠共混制得納米復(fù)合材料。ZL200510111512. 6公開了一種納米技術(shù)領(lǐng)域提高碳納米管與橡膠分子結(jié)合能力的制備方法，在酸處理的碳納米管表面共價(jià)結(jié)合多硫化物，多硫化物修飾的碳納米管與橡膠共混制備碳納米管/橡膠納米復(fù)合材料。W002060812A2公開了一種提高碳納米管與聚合物分子結(jié)合能力的制備方法，在碳納米管側(cè)壁通過重氮化反應(yīng)接上不同化學(xué)基團(tuán)，以提高碳納米管在聚合物基體中的分散性，從而提高聚合物的性質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種含碳納米管的改性橡膠及其制備方法。本發(fā)明所公開的一種含碳納米管的改性橡膠，其中碳納米管通過苯基四氮唑與橡膠進(jìn)行共價(jià)鍵連接，該改性橡膠具有(a)的結(jié)構(gòu)式，碳納米管為橡膠重量的0. 10%， 優(yōu)選0. 2% 8%
權(quán)利要求
1. 一種含碳納米管的改性橡膠，其特征在于碳納米管通過苯基四氮唑與橡膠進(jìn)行共價(jià)鍵連接，該改性橡膠具有(a)的結(jié)構(gòu)式，碳納米管為橡膠重量的0. 10%
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性橡膠，其特征在于碳納米管為橡膠重量的0.2% 8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性橡膠，其特征在于橡膠為含腈基的橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性橡膠，其特征在于含腈基的橡膠為丁腈橡膠或者氫化丁腈橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性橡膠，其特征在于碳納米管為單壁或者多壁碳納米管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改性橡膠，其特征在于碳納米管為單壁碳納米管。
7.—種權(quán)利要求1所述的改性橡膠的制備方法，包括以下步驟(1)將碳納米管在N，N-二甲基甲酰胺中超聲5 45分鐘，加入4-溴苯胺和亞硝酸異戊酯，30 80°C下攪拌10 30小時(shí)；(2)加入疊氮化鈉，50 100°C下反應(yīng)10 48小時(shí)；(3)加入橡膠和Cu(I)催化劑，60 80°C下反應(yīng)M 72小時(shí)；(4)水洗，干燥，即得含碳納米管的改性橡膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改性橡膠的制備方法，其特征在于步驟(3)中的Cu(I)催化劑為 CuI，CuBr，(PPh3)3CuBr, (PPh3)3CuI 中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性橡膠的制備方法，其特征在于Cu(I)催化劑為CuI或 (PPh3) 3CuBr。碳納米管改性橡膠I =碳納米管 \ =橡膠
全文摘要
一種含碳納米管的改性橡膠，其中碳納米管通過苯基四氮唑與橡膠進(jìn)行共價(jià)鍵連接，該改性橡膠具有(a)的結(jié)構(gòu)式，碳納米管為橡膠重量的0.1％～10％。本發(fā)明還提供了該改性橡膠的制備方法碳納米管與4-溴苯胺反應(yīng)10～30小時(shí)；然后加入疊氮化鈉反應(yīng)10～48小時(shí)；加入橡膠和Cu(I)催化劑反應(yīng)24～72小時(shí)；水洗，干燥，即得含碳納米管的改性橡膠。
文檔編號(hào)C09C3/06GK102344587SQ20101024597
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者史工昌, 周漫, 宋同江, 崔英, 康安福, 張華強(qiáng), 懷惠珍, 李艷芹, 李錦山, 梁滔, 湯海鯤, 胡才仲, 董靜, 陶惠平, 龔光碧 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司