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一種碳納米管分散方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510963821.X

申請日:

2015.12.20

公開號:

CN105536585A

公開日:

2016.05.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):B01F 3/12申請日:20151220|||公開
IPC分類號: B01F3/12; H01B13/00 主分類號: B01F3/12
申請人: 青島科技大學
發明人: 何燕; 李少龍; 朱圣坤; 薛浩浩
地址: 266000 山東省青島市嶗山區松嶺路99號青島科技大學
優先權:
專利代理機構: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241 代理人: 萬桂斌
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510963821.X

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.06|||2016.06.01|||2016.05.04

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種碳納米管分散方法,屬于新材料領域。工藝包括以下步驟:(1)將碳納米管與粘合劑混合;(2)將混合物壓制成電極;(3)用此電極與直流電源的負極相連,用金屬等材質做電源正極電極;(4)將電源正、負極電極保持一定距離;(5)接通電源,使電路兩電極間產生一定強度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,在高溫作用下,碳納米管所吸收的粘合劑發生相變使碳納米管得到有效分散。本發明的有益效果是,提供了一種分散效果明顯且易實現規模化制備的碳納米管分散方法。

權利要求書

1.一種碳納米管分散方法,其特征在于包含以下工藝步驟:
(1)將準備分散的碳納米管與粘合劑的一種或幾種均勻混合;
(2)通過機械加壓等方法將所得均勻混合物壓制成具有一定形貌的固態或半固態電極;
(3)步驟(2)所得電極與直流電源的負極相連,用石墨、金屬等材質制成的電極與直
流電源的正極相連;
(4)將步驟(3)所述相連有直流電源正、負極的電極保持一定距離;
(5)接通電源,使電路兩電極間產生一定強度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,
利用該熱源所產生的高溫施加于碳納米管混合物電極表面,在高溫作用下,碳納米管所吸收
的粘合劑發生相變,體積迅速擴大使碳納米管得到有效分散;
(6)在步驟(5)所述電致熱源附近由氣流裝置所產生氣流將所分散在氣相空間的碳納
米管運輸至除雜裝置以脫去碳納米管所附著的殘余粘合劑;
(7)通過由氣流牽引所分散的碳納米管至收集或是進一步加工的區域。
2.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:配方為碳納米管和一種或
多種粘合劑。
3.按權利要求1所述的均勻混合物中碳納米管與粘合劑混合比例以使最終均勻混合物成
結塊狀的固態或半固態形貌為準。
4.按權利要求1、權利要求2、權利要求3所述的粘合劑,其特征在于:可由溫度改變
所屬相態且與碳納米管有一定相互浸潤作用的物質。
5.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:使粘合劑發生相變的能量
輸入形式是具有一定能量密度的等離子弧或是電弧或是電火花。
6.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:步驟(2)中所述電極在
步驟(3)中也可以與直流電源正極相連。
7.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:步驟(3)中所述直流電
源也可以是交流電源,若是交流電源則不區分權利要求1中所述電極的正負。
8.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:步驟(1)、(3)、(4)、(5)
為必要技術特征,步驟(2)、(6)、(7)為非必要技術特征。
9.按權利要求1所述的一種碳納米管分散方法,其特征在于:該技術方法不僅可以分散
碳納米管,還可以應用于其它微納米物質的分散中。

說明書

一種碳納米管分散方法

技術領域:

本發明屬于新材料領域,涉及一種碳納米管的分散方法。

背景技術:

碳納米管,是石墨片按照一定螺旋角卷曲而成的、直徑為納米級的管狀物質。其有非常
大的長徑比,沿著長度方向的熱交換性能較好,而其垂直方向的熱交換性能較低,利用其各
向異性通過合適的取向,可以獲得具有優越導熱性能的復合材料。但由于碳納米管間具有較
強的范德華力,再加上其非常大的長徑比,導致其在生產使用過程中極易發生團聚從而降低
其性能。而在使用時,往往要將碳納米管的團聚體充分分散才能達到理想的使用效果。

碳納米管的優異性能使其在軍工、航天及民用生產企業有著廣泛的應用前景,比如飛機
隱形材料的涂覆,航天材料中添加碳納米管以增強其機械性能而且質量較輕,以及民用的一
些高分子橡膠材料,手機屏等材料的應用。但碳納米管的團聚效應影響了其優異性能的發揮,
現階段我國碳納米管研究領域主要的分散手段包括研磨、超聲波分散、強酸堿處理,但是這
些方法僅限于實驗室研究階段,大規模的生產分散好的碳納米管至今還未有效的解決。歐美
等國對碳納米管的研究要領先于我們,但是他們對于技術的封鎖使我們無法獲得有效分散的
方法,本申請所提出的一種碳納米管的分散方法旨在尋求一種可大規模生產分散碳納米管的
方法,打破發達國家對于分散碳納米管方法的壁壘,為我國碳納米管的研究出一份力,使碳
納米管在軍工、航天等領域能夠廣泛的應用。

發明內容:

針對上述現有分散技術的不足,本發明提供了一種分散更為徹底和快捷并可滿足產業化
的碳納米管分散方法。

本發明所采用的分散技術方案是:首先是配制用于分散的碳納米管與粘合劑的混合物,
其配方為一定比例的碳納米管和粘合劑。將納米材料與粘合劑以一定比例混合,然后用機械
加壓將混合物壓制成一定形狀的固態、半固態電極,用所制得的碳納米管混合物電極與直流
電源的一極相連(以與電源負極相連為宜),之后用石墨、金屬等材質制成的電源另一極與碳
納米管混合物組成的電極保持一定的微小距離。接通電源,接通電路使兩電極間產生一定強
度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,利用上述熱源所產生的高溫施加于碳納米管混合
物電極表面,在高溫作用下,碳納米管所吸收的粘合劑發生相變,通過體積的迅速擴大以分
散碳納米管團聚體。在上述熱源附近由氣流裝置所產生氣流將所分散在氣相空間的碳納米管
運輸至除雜裝置以脫去碳納米管所附著的殘余粘合劑,再由氣流牽引至收集或是進一步加工
的區域。

其制備工藝包括以下步驟:

(1)將準備分散的碳納米管與一定比例的粘合劑中的一種或幾種均勻混合,混合比例以
使最終均勻混合物成結塊狀形貌為宜;

(2)通過機械擠壓等方法將所得均勻混合物壓制成具有一定形貌的固態或半固態電極;

(3)用此電極與直流電源的負極相連,用石墨、金屬等材質制成的電極與直流電源的正
極相連;

(4)將步驟(3)所述相連有直流電源正、負極的電極保持一定的距離;

(5)接通電源,使電路兩電極間產生一定強度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,
利用該熱源所產生的高溫施加于碳納米管混合物電極表面,在高溫作用下,碳納米管所吸收
的粘合劑發生相變,體積迅速擴大使碳納米管得到有效分散;

(6)在步驟(5)所述電致熱源附近由氣流裝置所產生氣流將所分散在氣相空間的碳納
米管運輸至除雜裝置以脫去碳納米管所附著的殘余粘合劑;

(7)通過由氣流牽引所分散的碳納米管至收集或是進一步加工的區域。

本發明的有益效果是,提供了一種分散效果明顯且可實現規模化制備的碳納米管分散方
法。

附圖說明:

附圖1是本發明的生產工藝流程圖。

具體實施方式:

下面結合附圖1對本發明做進一步說明,具體的實施方法:

本發明提供了一種分散效果明顯且可實現規模化制備的碳納米管分散方法。首先是配置
用于分散的碳納米管與粘合劑的混合物,其配方為一定比例的碳納米管和粘合劑。將納米材
料與粘合劑以一定比例混合,然后用機械加壓將混合物壓制成一定形狀的固態、半固態電極,
用所制得的碳納米管混合物電極與直流電源的一極相連(以與電源負極相連為宜),之后用石
墨、金屬等材質制成的電源另一極與碳納米管混合物組成的電極保持一定的微小距離。接通
電源,接通電路使兩電極間產生一定強度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,利用上述
熱源所產生的高溫施加于碳納米管混合物電極表面,在高溫作用下,碳納米管所吸收的粘合
劑發生相變,通過體積的迅速擴大以分散碳納米管團聚體。在上述熱源附近由氣流裝置所產
生氣流將所分散在氣相空間的碳納米管運輸至除雜裝置以脫去碳納米管所附著的殘余粘合
劑,再由氣流牽引至收集或是進一步加工的區域。其制備工藝包括以下步驟:

(1)將準備分散的碳納米管與一定比例的粘合劑中的一種或幾種均勻混合,混合比例以
使最終均勻混合物成結塊狀形貌為宜;

(2)通過機械擠壓等方法將所得均勻混合物壓制成具有一定形貌的固態或半固態電極;

(3)用此電極與直流電源的負極相連,用石墨、金屬等材質制成的電極與直流電源的正
極相連;

(4)將步驟(3)所述相連有直流電源正、負極的電極保持一定的距離;

(5)接通電源,使電路兩電極間產生一定強度的電弧、等離子體、電火花等電致熱源,
利用該熱源所產生的高溫施加于碳納米管混合物電極表面,在高溫作用下,碳納米管所吸收
的粘合劑發生相變,體積迅速擴大使碳納米管得到有效分散;

(6)在步驟(5)所述電致熱源附近由氣流裝置所產生氣流將所分散在氣相空間的碳納
米管運輸至除雜裝置以脫去碳納米管所附著的殘余粘合劑;

(7)通過由氣流牽引所分散的碳納米管至收集或是進一步加工的區域。

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一種 納米 分散 方法
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