[发明专利]一种纳米粉体的分散方法

说明书

本发明属于粉体分散领域，涉及一种纳米粉体的分散方法，包括：(1)将团聚纳米粉体初步分散成分散液；(2)将分散液喷雾干燥得团聚颗粒；(3)将团聚颗粒和高流速气体混合以形成混有团聚颗粒的高速气流，将该混有团聚颗粒的高速气流与混有硬质微粒的高速气流相撞击，之后将所得撞击产物中的硬质微粒分离。本发明先将团聚纳米粉体进行初步分散和喷雾干燥，这样不仅能够使得团聚纳米粉体分散成粒径较小的团聚颗粒，而且还能够使得团聚颗粒内部形成疏松结构，更有利于后续的撞击解聚，之后再利用气流将疏松团聚颗粒与密度大且硬度高的硬质微粒高速对撞，较为疏松的团聚颗粒被撞击分散得到理想的纳米级粉体，从而实现纳米级分散。

技术领域

本发明属于粉体分散领域，具体涉及一种纳米粉体的分散方法。

背景技术

纳米颗粒是指尺寸在1～100nm范围的固体颗粒，其比表面积大，比表面能高。纳米颗粒越细，颗粒间的范德华力、库仑力及纳米粒子作用能远大于粒子自身重力，因此制备过程中非常容易团聚，这样会导致干燥后的粉体使用时无法展现纳米颗粒应有的物理特性及功能，失去其应有的应用价值。目前现有的纳米粉体的分散技术主要有物理分散和化学分散两种，其中，物理分散是粉体批量生产过程中的主要手段，主要包括机械搅拌分散、研磨分散、气流粉碎等。由于纳米粉体在干燥过程中非常容易团聚成微米颗粒，一般的机械搅拌、研磨或气流粉碎等方式可以将其分散成更细的微米级粉体，但难以将颗粒重新分散成纳米级粉体，将粉体颗粒分散成纳米级粉体一直是行业难题。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的物理分散难以将微米级粉体进一步分散成纳米级粉体的缺陷，而提供了一种能够将团聚纳米粉体实现纳米级分散的方法。

具体地，本发明提供了一种纳米粉体的分散方法，包括以下步骤：

(1)将团聚纳米粉体初步分散于溶剂中形成分散液；

(2)将所述分散液进行喷雾干燥，得到团聚颗粒；

(3)将所述团聚颗粒和高流速气体混合以形成混有团聚颗粒的高速气流，将该混有团聚颗粒的高速气流与混有硬质微粒的高速气流相撞击，所述硬质微粒选自碳化钨粉末、氧化锆微珠和硬质合金钢珠中的至少一种，所述团聚颗粒因与硬质微粒高速撞击而解聚成纳米级超细粉体，之后将所得撞击产物中的硬质微粒分离，收集分散良好的纳米级超细粉体。

进一步的，所述团聚纳米粉体选自纳米硅基材料、碳材料或其它原始粒径为100nm以下的金属或非金属粉末。

进一步的，所述团聚纳米粉体的粒径为3μm～100μm，单体粒径为20nm～50nm。

进一步的，步骤(1)中，所述初步分散的方式和条件使得分散液中团聚颗粒的粒径为0.05μm～3μm。

进一步的，所述初步分散的方式为将团聚纳米粉体加入溶剂中，之后再依次进行低速搅拌分散、超声波分散和高速剪切搅拌分散。

进一步的，所述溶剂为水或者有机溶剂。

进一步的，所述低速搅拌分散的条件包括转速为100rpm～200rpm，时间为20min～40min。

进一步的，所述超声波分散的条件包括超声波频率为20kHz～100kHz，分散时间为10min～20min。

进一步的，所述高速剪切搅拌分散的条件包括转速为5000rpm～30000rpm，时间为20min～40min。

进一步的，步骤(2)中，所述喷雾干燥的方式和条件使所得团聚颗粒的平均粒径为5μm以下。

进一步的，所述喷雾干燥的方式为将分散液以0.3MPa～10MPa的压力送入干燥罐内的雾化器进行雾化干燥，干燥罐内干燥温度为60℃～300℃，干燥罐内通入惰性气体进行保护。