CN105536585B - 一种碳纳米管分散方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纳米管分散方法，属于新材料领域。工艺包括以下步骤：(1)将碳纳米管与粘合剂混合；(2)将混合物压制成电极；(3)用此电极与直流电源的负极相连，用金属等材质做电源正极电极；(4)将电源正、负极电极保持一定距离；(5)接通电源，使电路两电极间产生一定强度的电弧、等离子体、电火花等电致热源，在高温作用下，碳纳米管所吸收的粘合剂发生相变使碳纳米管得到有效分散。本发明的有益效果是，提供了一种分散效果明显且易实现规模化制备的碳纳米管分散方法。

Description

一种碳纳米管分散方法

技术领域：

本发明属于新材料领域，涉及一种碳纳米管的分散方法。

背景技术：

碳纳米管，是石墨片按照一定螺旋角卷曲而成的、直径为纳米级的管状物质。其有非常 大的长径比，沿着长度方向的热交换性能较好，而其垂直方向的热交换性能较低，利用其各 向异性通过合适的取向，可以获得具有优越导热性能的复合材料。但由于碳纳米管间具有较 强的范德华力，再加上其非常大的长径比，导致其在生产使用过程中极易发生团聚从而降低 其性能。而在使用时，往往要将碳纳米管的团聚体充分分散才能达到理想的使用效果。

碳纳米管的优异性能使其在军工、航天及民用生产企业有着广泛的应用前景，比如飞机 隐形材料的涂覆，航天材料中添加碳纳米管以增强其机械性能而且质量较轻，以及民用的一 些高分子橡胶材料，手机屏等材料的应用。但碳纳米管的团聚效应影响了其优异性能的发挥， 现阶段我国碳纳米管研究领域主要的分散手段包括研磨、超声波分散、强酸碱处理，但是这 些方法仅限于实验室研究阶段，大规模的生产分散好的碳纳米管至今还未有效的解决。欧美 等国对碳纳米管的研究要领先于我们，但是他们对于技术的封锁使我们无法获得有效分散的 方法，本申请所提出的一种碳纳米管的分散方法旨在寻求一种可大规模生产分散碳纳米管的 方法，打破发达国家对于分散碳纳米管方法的壁垒，为我国碳纳米管的研究出一份力，使碳 纳米管在军工、航天等领域能够广泛的应用。

发明内容：

针对上述现有分散技术的不足，本发明提供了一种分散更为彻底和快捷并可满足产业化 的碳纳米管分散方法。

本发明所采用的分散技术方案是：首先是配制用于分散的碳纳米管与粘合剂的混合物， 其配方为一定比例的碳纳米管和粘合剂。将纳米材料与粘合剂以一定比例混合，然后用机械 加压将混合物压制成一定形状的固态、半固态电极，用所制得的碳纳米管混合物电极与直流 电源的一极相连(以与电源负极相连为宜)，之后用石墨、金属等材质制成的电源另一极与碳 纳米管混合物组成的电极保持一定的微小距离。接通电源，接通电路使两电极间产生一定强 度的电弧、等离子体、电火花等电致热源，利用上述热源所产生的高温施加于碳纳米管混合 物电极表面，在高温作用下，碳纳米管所吸收的粘合剂发生相变，通过体积的迅速扩大以分 散碳纳米管团聚体。在上述热源附近由气流装置所产生气流将所分散在气相空间的碳纳米管 运输至除杂装置以脱去碳纳米管所附着的残余粘合剂，再由气流牵引至收集或是进一步加工 的区域。

其制备工艺包括以下步骤：

(1)将准备分散的碳纳米管与一定比例的粘合剂中的一种或几种均匀混合，混合比例以 使最终均匀混合物成结块状形貌为宜；

(2)通过机械挤压等方法将所得均匀混合物压制成具有一定形貌的固态或半固态电极；

(3)用此电极与直流电源的负极相连，用石墨、金属等材质制成的电极与直流电源的正 极相连；

(4)将步骤(3)所述相连有直流电源正、负极的电极保持一定的距离；

(5)接通电源，使电路两电极间产生一定强度的电弧、等离子体、电火花等电致热源， 利用该热源所产生的高温施加于碳纳米管混合物电极表面，在高温作用下，碳纳米管所吸收 的粘合剂发生相变，体积迅速扩大使碳纳米管得到有效分散；

(6)在步骤(5)所述电致热源附近由气流装置所产生气流将所分散在气相空间的碳纳 米管运输至除杂装置以脱去碳纳米管所附着的残余粘合剂；

(7)通过由气流牵引所分散的碳纳米管至收集或是进一步加工的区域。

本发明的有益效果是，提供了一种分散效果明显且可实现规模化制备的碳纳米管分散方 法。

附图说明：

附图1是本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合附图1对本发明做进一步说明，具体的实施方法：

本发明提供了一种分散效果明显且可实现规模化制备的碳纳米管分散方法。首先是配置 用于分散的碳纳米管与粘合剂的混合物，其配方为一定比例的碳纳米管和粘合剂。将纳米材 料与粘合剂以一定比例混合，然后用机械加压将混合物压制成一定形状的固态、半固态电极， 用所制得的碳纳米管混合物电极与直流电源的一极相连(以与电源负极相连为宜)，之后用石 墨、金属等材质制成的电源另一极与碳纳米管混合物组成的电极保持一定的微小距离。接通 电源，接通电路使两电极间产生一定强度的电弧、等离子体、电火花等电致热源，利用上述 热源所产生的高温施加于碳纳米管混合物电极表面，在高温作用下，碳纳米管所吸收的粘合 剂发生相变，通过体积的迅速扩大以分散碳纳米管团聚体。在上述热源附近由气流装置所产 生气流将所分散在气相空间的碳纳米管运输至除杂装置以脱去碳纳米管所附着的残余粘合 剂，再由气流牵引至收集或是进一步加工的区域。其制备工艺包括以下步骤：

(1)将准备分散的碳纳米管与一定比例的粘合剂中的一种或几种均匀混合，混合比例以 使最终均匀混合物成结块状形貌为宜；

(2)通过机械挤压等方法将所得均匀混合物压制成具有一定形貌的固态或半固态电极；

(3)用此电极与直流电源的负极相连，用石墨、金属等材质制成的电极与直流电源的正 极相连；

(4)将步骤(3)所述相连有直流电源正、负极的电极保持一定的距离；

(5)接通电源，使电路两电极间产生一定强度的电弧、等离子体、电火花等电致热源， 利用该热源所产生的高温施加于碳纳米管混合物电极表面，在高温作用下，碳纳米管所吸收 的粘合剂发生相变，体积迅速扩大使碳纳米管得到有效分散；

(6)在步骤(5)所述电致热源附近由气流装置所产生气流将所分散在气相空间的碳纳 米管运输至除杂装置以脱去碳纳米管所附着的残余粘合剂；

(7)通过由气流牵引所分散的碳纳米管至收集或是进一步加工的区域。

Claims (1)

1.一种碳纳米管分散方法，其特征在于包含以下工艺步骤：

（1）将准备分散的碳纳米管与粘合剂均匀混合；

（2）通过机械加压将所得均匀混合物压制成具有一定形貌的固态或半固态电极；

（3）步骤（2）所得电极与直流电源的负极相连，用石墨、金属材质制成的电极与直流电源的正极相连；

（4）将步骤（3）所述相连有直流电源正、负极的电极保持一定距离；

（5）接通电源，使电路两电极间产生一定强度的电致热源，所述电致热源是电弧、等离子体、电火花的形式，利用该电致热源所产生的高温施加于碳纳米管混合物电极表面，在高温作用下，碳纳米管所吸收的粘合剂发生相变，体积迅速扩大使碳纳米管得到有效分散；

（6）在步骤（5）所述电致热源附近由气流装置所产生气流将所分散在气相空间的碳纳米管运输至除杂装置以脱去碳纳米管所附着的残余粘合剂；

（7）通过由气流牵引所分散的碳纳米管至收集或是进一步加工的区域；

所述的粘合剂是可由温度改变所属相态且与碳纳米管有一定相互浸润作用的物质。