[发明专利]一种纳米片层状炭黑乳液及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种纳米片层状炭黑乳液及其制备方法和应用，将粉状炭黑在研磨剂、水存在下研磨，然后干燥，得到块状炭黑，块状炭黑与分散剂、水混合后研磨，得到纳米片层状炭黑乳液，从而制得炭黑粒径不高于100nm的纳米炭黑乳液；纳米炭黑由球状转变为片层状结构，具有比一次研磨或解理更优异的应用性能，且制备过程中免除了粉尘污染；本发明加工设备都是常规设备，是一种绿色制造技术。

技术领域

本发明涉及一种碳基材料的制备技术，具体涉及一种纳米片层状炭黑乳液制备，以解决现有粉状炭黑的粉尘污染和明显提高炭黑材料的性能。

背景技术

炭黑粒子是碳层面的统计结合体，呈同心石墨层状排列。炭黑在生产过程中，由于烃类物质的不完全裂解会使得产品中仍然含有少量的烃类，尤其是多环芳烃类物质。这些物质包裹在炭黑颗粒的表面，使得炭黑颗粒表面呈现非极性，且比表面积大，从而导致炭黑颗粒极易聚集，通常以聚集体存在，在剪切外力的作用下，聚集体可以重新分散开，又可以重新聚集。对炭黑进行表面包覆，虽然改性条件温和，但流程繁杂，易出现包覆不均或产生均聚物等问题；对炭黑进行接枝氧化等方法属于化学变化，可有效解决分散剂解吸的问题，分散体系持久稳定，但也存在一些问题，如反应太复杂，污染大，成本高，难以进行工业化生产等。如何用简单有效的方法在炭黑表面进行亲水改性，仍然是炭黑应用行业的难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种由球状炭黑制备成片层状炭黑乳液的方法，能在方便直接使用炭黑的基础上，又能明显提高炭黑应用性能，不仅减少炭黑粉尘对环境污染，又能提高炭黑经济附加值。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种纳米片层状炭黑乳液，其制备包括下列步骤：

（1）将粉状炭黑在研磨剂、水存在下研磨，然后干燥，得到块状炭黑；

（2）块状炭黑与分散剂、水混合后研磨，得到纳米片层状炭黑乳液。

一种低电阻织物，其制备包括下列步骤：

（1）将粉状炭黑在研磨剂、水存在下研磨，然后干燥，得到块状炭黑；

（2）块状炭黑与分散剂、水混合后研磨，得到纳米片层状炭黑乳液；

（3）将织物浸轧所述纳米片层状炭黑乳液后烘干，得到低电阻织物。

本发明中，纳米片层状炭黑乳液用水稀释后，在用织物浸轧，然后烘干，得到低电阻织物。

本发明中，研磨剂由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和界面活性剂组成，优选的，所述研磨剂由质量比为1﹕（0.5～0.8）﹕（0.02～0.1）的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和界面活性剂组成。所述阴离子表面活性剂为甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、木质素磺酸钠的混合物；所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚多元醇的混合物；所述界面活性剂为两亲性界面活性剂。

本发明中，步骤（1）的研磨时间为2～4小时，步骤（2）的研磨时间为2～4小时；步骤（1）与步骤（2）的研磨时间可以一样，也可以不一样。

本发明中，分散剂由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和界面活性剂组成，优选的，所述分散剂由质量比为1﹕（0.5～0.8）﹕（0.02～0.1）的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和界面活性剂组成。所述阴离子表面活性剂为甲基萘磺酸钠的甲醛缩合物、木质素磺酸钠的混合物；所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚多元醇的混合物；所述界面活性剂为两亲性界面活性剂。

本发明中，步骤（1）中，以粉状炭黑、研磨剂、水的质量和为100%，其中粉状炭黑为10～40%、研磨剂为3～15%、水为余量。步骤（2）中，块状炭黑与分散剂、水的质量和为100%，其中块状炭黑为5～60%、分散剂为0.5～1%、水为余量。