一種碳納米管分散方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域，特別是涉及一種碳納米管分散方法。
【背景技術(shù)】
[0002]碳納米管，它是采用電弧、激光等技術(shù)將石墨片按照一定螺旋角加工卷曲而成、直徑為納米級(jí)的管狀物質(zhì)。它有著非常大的長(zhǎng)徑比，優(yōu)異的物理特性，其抗拉強(qiáng)度是鋼的100倍。沿著長(zhǎng)度方向的熱交換性能很高，而相對(duì)的其垂直方向的熱交換性能較低，通過(guò)合適的取向，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導(dǎo)材料。通過(guò)少量添加是改善橡膠、塑料及化工方面等物理性能理想的添加材料，有著非常廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]但是，由于碳納米管自身較強(qiáng)的范德華力以及非常大的長(zhǎng)徑比，導(dǎo)致其在生產(chǎn)過(guò)程中碳納米管極易發(fā)生團(tuán)聚。而在應(yīng)用中，只有將碳納米管充分的分散添加到所需的材料中才能更好的發(fā)揮出它的優(yōu)異性能。所以，在使用前必須將碳納米管的團(tuán)聚體充分分散才能達(dá)到理想的使用效果。目前許多技術(shù)人員采用多種方法來(lái)解決碳納米管團(tuán)聚問(wèn)題，主要是采用超聲波震蕩法、粉碎法和化學(xué)法等等。但是，這些方法均存有分散效果差或是破壞了碳納米管完整性等缺陷，難達(dá)到相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)所需。
[0004]中國(guó)發(fā)明專利201110180590提供了一種化學(xué)方法將碳納米管在以發(fā)煙硫酸或氯磺酸為代表的超強(qiáng)酸中插層、溶脹，然后經(jīng)硝酸選擇功能化所含碳質(zhì)副產(chǎn)物，即可自發(fā)分散到乙醇、丙酮等常用的有機(jī)溶劑中。該方法雖然能將團(tuán)聚的碳納米管進(jìn)行一定的分散，但所分散的結(jié)果難以達(dá)到產(chǎn)品的要求。
[0005]中國(guó)發(fā)明專利200910062844提供了一種物理方法將碳納米管與陶瓷粉加入處于熔融狀態(tài)的有機(jī)粘結(jié)劑中得到喂料，對(duì)喂料進(jìn)行剪切，剪切后去喂料中的有機(jī)粘結(jié)劑得到均勻分散的碳納米管。該技術(shù)雖然把團(tuán)聚的碳納米管進(jìn)行了分散，但破壞了碳納米管的完整性在應(yīng)用效果上有一定的不足，在加工工藝上也較為復(fù)雜，不適合大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述等現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種不破壞碳納米管結(jié)構(gòu)，分散效果徹底且適合大量生產(chǎn)的碳納米管分散方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種碳納米管分散方法，其配方為碳納米管和相變物質(zhì)。所述相變物質(zhì)為丁烷，也可采用小分子烴類(lèi)相變物質(zhì)。如果以丁烷作為相變物質(zhì)，碳納米管與丁烷的具體質(zhì)量比例以1:20為宜。
[0009]其制備工藝包括以下步驟:
[0010](I)在壓力容器內(nèi)先加入碳納米管再加入相變物質(zhì)并提供充分的攪拌避免組分分層；
[0011](2)打開(kāi)壓力容器節(jié)流噴頭處閥門(mén)，噴出霧化的混合組分，以實(shí)現(xiàn)分散劑的相變，同時(shí)在節(jié)流噴頭所處的容器中鼓入氣流牽引碳納米管運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程是在氣體空間內(nèi)完成的；
[0012](3)碳納米管在氣流牽引下進(jìn)入吸收器實(shí)現(xiàn)與目的溶劑的混合，此過(guò)程將氣體中的碳納米管轉(zhuǎn)移到了氣體、液體或是固體溶劑當(dāng)中；
[0013](4)氣流通過(guò)過(guò)濾器濾除未吸收的碳納米管，進(jìn)入相逆變器使相變物質(zhì)回到初始相態(tài)并回流至壓力容器實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，提供了一種不破壞碳納米管結(jié)構(gòu)，分散效果徹底且適合大量生產(chǎn)的碳納米管分散方法。
【附圖說(shuō)明】
[0015]附圖是本發(fā)明的分散工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]本發(fā)明提供了一種碳納米管分散方法，其配方為碳納米管和相變物質(zhì)。所述相變物質(zhì)為丁烷，也可采用小分子烴類(lèi)相變物質(zhì)。如果以丁烷作為相變物質(zhì)，碳納米管與丁烷的具體質(zhì)量比例以1:20為宜。
[0018]其制備工藝包括以下步驟:
[0019](I)在壓力容器內(nèi)先加入碳納米管再加入相變物質(zhì)并提供充分的攪拌避免組分分層；
[0020](2)打開(kāi)壓力容器節(jié)流噴頭處閥門(mén)，噴出霧化的混合組分，以實(shí)現(xiàn)分散劑的相變，同時(shí)在節(jié)流噴頭所處的容器中鼓入氣流牽引碳納米管運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程是在氣體空間內(nèi)完成的；
[0021](3)碳納米管在氣流牽引下進(jìn)入吸收器實(shí)現(xiàn)與目的溶劑的混合，此過(guò)程將氣體中的碳納米管轉(zhuǎn)移到了氣體、液體或是固體溶劑當(dāng)中；
[0022](4)氣流通過(guò)過(guò)濾器濾除未吸收的碳納米管，進(jìn)入相逆變器使相變物質(zhì)回到初始相態(tài)并回流至壓力容器實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳納米管分散方法，其特征在于:配方為碳納米管與相變物質(zhì)的混合物；其制備過(guò)程包括以下步驟: (1)在壓力容器內(nèi)先加入碳納米管再加入相變物質(zhì)并提供充分的攪拌避免組分分層； (2)打開(kāi)壓力容器節(jié)流噴頭處閥門(mén)，噴出霧化的混合組分，以實(shí)現(xiàn)分散劑的相變，同時(shí)在節(jié)流噴頭所處的容器中鼓入氣流牽引碳納米管運(yùn)動(dòng)，這一過(guò)程是在氣體空間內(nèi)完成的； (3)碳納米管在氣流牽引下進(jìn)入吸收器實(shí)現(xiàn)與目的溶劑的混合，此過(guò)程將氣體中的碳納米管轉(zhuǎn)移到了氣體、液體或是固體溶劑當(dāng)中； (4)氣流通過(guò)過(guò)濾器濾除未吸收的碳納米管，進(jìn)入相逆變器使相變物質(zhì)回到初始相態(tài)并回流至壓力容器實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
2.按權(quán)利要求1所述的一種碳納米管分散方法，其特征在于:首先將碳納米管分散在氣體中后再被直接利用或被液體或固體溶劑吸收。
3.按權(quán)利要求1所述的一種碳納米管分散方法，其特征在于:碳納米管的分散伴隨著相變物質(zhì)由液相到氣相的相變。
4.按權(quán)利要求1所述的一種碳納米管分散方法，其特征在于:所述相變物質(zhì)具體為丁烷或是小分子烴類(lèi)物質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種碳納米管分散方法，屬于新材料領(lǐng)域。其配方為碳納米管和相變物質(zhì)；工藝步驟為：(1)在壓力容器內(nèi)先加入碳納米管再加入相變物質(zhì)；(2)噴出霧化的混合組分，以實(shí)現(xiàn)分散劑的相變，同時(shí)在節(jié)流噴頭所處的容器中鼓入氣流牽引碳納米管運(yùn)動(dòng)；(3)碳納米管在氣流牽引下進(jìn)入吸收器實(shí)現(xiàn)與目的溶劑的混合；(4)氣流通過(guò)過(guò)濾器，濾除未吸收的碳納米管，進(jìn)入相逆變器使相變物質(zhì)回到初始相態(tài)并回流至壓力容器實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種不破壞碳納米管結(jié)構(gòu)，分散效果徹底且適合大量生產(chǎn)的碳納米管分散方法。
【IPC分類(lèi)】B01F3-12, B01F3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104722219
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410446507
【發(fā)明人】何燕, 李少龍, 王澤鵬
【申請(qǐng)人】青島科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年9月3日