[发明专利]一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺

权利要求书

1.一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)浸渍、干燥和固化：首先，采用卷对卷浸渍工艺对纤维或纤维布表面连续涂敷CNTs生长催化剂浆料，同时实现浆料的干燥和固化；

(2)CNTs生长：采用卷对卷连续CVD生长工艺对表面涂敷有CNTs生长的催化剂浆料的纤维或纤维布进行生长CNTs。

2.根据权利要求1所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，步骤(1)中的浸渍、干燥和固化所用设备依次由放卷机、收卷机、张力控制传感器、催化剂浆料浸渍槽和烘箱组成，烘箱的温度范围为60～180℃，干燥固化时间为5～30分钟。

3.根据权利要求1所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，步骤(2)中CNTs生长所用生长炉依次包括放卷机、收卷机、张力控制传感器、氛围炉，氛围炉上设有气密封进出料口、氛围气体入口、碳源蒸汽入口和废气出口，氛围炉的炉温为500～700℃，生长时间为2～15分钟。

4.根据权利要求3所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述氛围气体为氢气与惰性气体的混合气体，其中氢气的体积占比为0～30％，惰性气体为氩气或氮气。

5.根据权利要求3所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述卷对卷连续CVD生长工艺所用碳源为乙醇、苯、甲苯、丙酮等。

6.根据权利要求1所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，步骤(1)的催化剂浆料包括以下质量分数计的组分：高活性纳米催化剂1％～10％，惰性纳米粉末稀释剂1％～20％，粘合树脂3％～30％，余量为溶剂；催化剂浆料的粘度范围为5～300cP。

7.根据权利要求6所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述高活性纳米催化剂为纳米镍粉、纳米铁粉、纳米钴粉或镍铁钴三种元素的纳米合金粉，高活性纳米催化剂的直径小于200nm。

8.根据权利要求6所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述惰性纳米粉末稀释剂为纳米二氧化硅、炭黑或纳米氧化铝等，惰性纳米粉末稀释剂的直径小于200nm。

9.根据权利要求6所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述粘合树脂为酚醛树脂、环氧树脂、环氧改性酚醛树脂、双马树脂或单体为芳香烃的高分子化合物；所述溶剂与所用粘合树脂相适配，酚醛树脂使用醇类溶剂，环氧树脂和双马树脂使用酮类或芳香烃类溶剂，环氧改性酚醛树脂使用醇醚溶剂；或采用混合溶剂。

10.根据权利要求6所述的一种表面长有CNTs的纤维或纤维布的低成本大规模连续生产工艺，其特征在于，所述催化剂浆料的制备工艺具体为：采用高剪切分散、纳米球磨机研磨或超声波分散制备而成，高剪切分散为剪切速率大于106/s的分散机，球磨机为直径小于1mm锆球的高速球磨机，超声波分散为功率大于500W的高功率超声波分散机。