[发明专利]碳纳米管石墨复合材料及其制备方法和装置

权利要求书

1.一种碳纳米管石墨复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将碳纳米管和表面活性剂按1:0.45-2.0的质量比加入水中，分散制得碳纳米管分散液；

将膨胀石墨和表面活性剂按1:0.4-2.0的质量比加入水中，分散制得石墨分散液；

将碳纳米管分散液和石墨分散液依次输送至成型网上，同时进行真空脱水，得碳纳米管石墨复合预制体，其中碳纳米管与膨胀石墨的绝干比为1：0.1-5；

将所述碳纳米管石墨复合预制体进行干燥剥离、辊压，所述碳纳米管石墨复合预制体在干燥剥离后还进行了热处理操作，所述热处理操作的工艺参数为150-400℃处理1-30s，即得所述碳纳米管石墨复合材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括在所述碳纳米管石墨复合材料的石墨层的另一侧附上一层聚合物薄膜层。

3.根据权利要求1-2任一项所述的制备方法，其特征在于，所述分散的方法为超声波分散。

4.根据权利要求1-2任一项所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，吐温85，吐温80，吐温60，吐温40，吐温20，聚丙烯酸盐，嵌段型表面活性剂，磷酸酯盐型表面活性剂，聚氧乙烯烷基苯酚醚，聚乙二醇辛基苯基醚，糖苷类表面活性剂，苯乙烯-马来酸酐共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物，水性聚氨酯型分散剂，蔗糖脂肪酸酯中的一种或者几种。

5.权利要求1-4任一项所述制备方法制备得到的碳纳米管石墨复合材料。

6.权利要求5所述的碳纳米管石墨复合材料，其特征在于，其包括依次层叠的碳纳米管层和石墨层；所述碳纳米管层的厚度为0.2-500μm；所述石墨层的厚度为1-500μm；

或，其包括依次层叠的碳纳米管层、过渡层和石墨层；所述过渡层为碳纳米管和石墨的混合层；所述碳纳米管层的厚度为0.2-500μm；所述过渡层的厚度为0.2-100μm；所述石墨层的厚度为1-500μm。

7.根据权利要求6所述的碳纳米管石墨复合材料，其特征在于，所述石墨层的另一侧还设有聚合物薄膜层，所述石墨层与所述聚合物薄膜层之间还设有或不设有一层金属电极。

8.一种制备权利要求5-7任一项所述碳纳米管石墨复合材料的装置，其特征在于，包括储槽、流浆箱、成型网、真空抽滤设备和辊压设备；所述流浆箱的底部与所述成型网的一侧平行设置，且成型网与水平面之间的夹角为5-40°；所述流浆箱中设有多个隔板，隔板将流浆箱沿成型网运行的方向分割成多个容纳腔；所述储槽的数量与所述容纳腔的数量相同，并分别与所述容纳腔连通；所述真空抽滤设备用于对成型网进行脱水处理；所述辊压设备用于对脱水处理后的产品进行辊压操作。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述隔板与所述流浆箱的底部设有1-5mm的间隙。

10.根据权利要求8-9任一项所述的装置，其特征在于，所述成型网的运行速度为0.5-100m/min；所述成型网与水平面之间的夹角为10-20°。

11.根据权利要求8-9任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括高温处理设备，用于对脱水处理后的产品进行高温处理。

12.根据权利要求8-9任一项所述的装置，其特征在于，所述辊压设备的两个操作面为刚性光滑表面。

13.根据权利要求8-9任一项所述的装置，其特征在于，所述辊压设备与所述碳纳米管石墨复合材料的碳纳米管层接触的操作面为柔性光滑表面，另一操作面为刚性光滑表面。