[发明专利]一种碳纳米管分散方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一种碳纳米管分散方法。

背景技术

碳纳米管，它是采用电弧、激光等技术将石墨片按照一定螺旋角加工卷曲而成、直径为纳米级的管状物质。它有着非常大的长径比，优异的物理特性，其抗拉强度是钢的100倍。沿着长度方向的热交换性能很高，而相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。通过少量添加是改善橡胶、塑料及化工方面等物理性能理想的添加材料，有着非常广阔的应用前景。

但是，由于碳纳米管自身较强的范德华力以及非常大的长径比，导致其在生产过程中碳纳米管极易发生团聚。而在应用中，只有将碳纳米管充分的分散添加到所需的材料中才能更好的发挥出它的优异性能。所以，在使用前必须将碳纳米管的团聚体充分分散才能达到理想的使用效果。目前许多技术人员采用多种方法来解决碳纳米管团聚问题，主要是采用超声波震荡法、粉碎法和化学法等等。但是，这些方法均存有分散效果差或是破坏了碳纳米管完整性等缺陷，难达到相关行业生产所需。

中国发明专利201110180590提供了一种化学方法将碳纳米管在以发烟硫酸或氯磺酸为代表的超强酸中插层、溶胀，然后经硝酸选择功能化所含碳质副产物，即可自发分散到乙醇、丙酮等常用的有机溶剂中。该方法虽然能将团聚的碳纳米管进行一定的分散，但所分散的结果难以达到产品的要求。

中国发明专利200910062844提供了一种物理方法将碳纳米管与陶瓷粉加入处于熔融状态的有机粘结剂中得到喂料，对喂料进行剪切，剪切后去喂料中的有机粘结剂得到均匀分散的碳纳米管。该技术虽然把团聚的碳纳米管进行了分散，但破坏了碳纳米管的完整性在应用效果上有一定的不足，在加工工艺上也较为复杂，不适合大规模生产的需要。

发明内容

针对上述等现有技术的不足，本发明提供了一种不破坏碳纳米管结构，分散效果彻底且适合大量生产的碳纳米管分散方法。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种碳纳米管分散方法，其配方为碳纳米管和相变物质。所述相变物质为丁烷，也可采用小分子烃类相变物质。如果以丁烷作为相变物质，碳纳米管与丁烷的具体质量比例以1:20为宜。

其制备工艺包括以下步骤：

(1)在压力容器内先加入碳纳米管再加入相变物质并提供充分的搅拌避免组分分层；

(2)打开压力容器节流喷头处阀门，喷出雾化的混合组分，以实现分散剂的相变，同时在节流喷头所处的容器中鼓入气流牵引碳纳米管运动，这一过程是在气体空间内完成的；

(3)碳纳米管在气流牵引下进入吸收器实现与目的溶剂的混合，此过程将气体中的碳纳米管转移到了气体、液体或是固体溶剂当中；

(4)气流通过过滤器滤除未吸收的碳纳米管，进入相逆变器使相变物质回到初始相态并回流至压力容器实现循环使用。

本发明的有益效果是，提供了一种不破坏碳纳米管结构，分散效果彻底且适合大量生产的碳纳米管分散方法。

附图说明

附图是本发明的分散工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

本发明提供了一种碳纳米管分散方法，其配方为碳纳米管和相变物质。所述相变物质为丁烷，也可采用小分子烃类相变物质。如果以丁烷作为相变物质，碳纳米管与丁烷的具体质量比例以1:20为宜。

其制备工艺包括以下步骤：

(1)在压力容器内先加入碳纳米管再加入相变物质并提供充分的搅拌避免组分分层；

(2)打开压力容器节流喷头处阀门，喷出雾化的混合组分，以实现分散剂的相变，同时在节流喷头所处的容器中鼓入气流牵引碳纳米管运动，这一过程是在气体空间内完成的；

(3)碳纳米管在气流牵引下进入吸收器实现与目的溶剂的混合，此过程将气体中的碳纳米管转移到了气体、液体或是固体溶剂当中；

(4)气流通过过滤器滤除未吸收的碳纳米管，进入相逆变器使相变物质回到初始相态并回流至压力容器实现循环使用。