[发明专利]一种复合型纳米碳材料粉体及其制造方法

说明书

本发明公开了一种复合型纳米碳材料粉体及其制造方法，属于橡胶制品技术领域，由于本发明实施例的复合型纳米碳材料粉体的制造方法将碳纳米管粉体和石墨烯分别形成碳纳米管溶液和石墨烯溶液，降低碳纳米管和石墨烯的团聚现象，然后采用碳纳米管溶液和石墨烯溶液高速对喷的方式制造复合型纳米碳材料粉体，实现了石墨烯与碳纳米管交叉混合，可以充分发挥复合型纳米碳材料中的碳纳米管和石墨烯的协同作用，提高添加复合型纳米碳材料的含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品的性能，实现大量使用再生炭黑、再生胶粉的轮胎胎面胶性能的进一步改善。

本申请要求于2016年09月27日提交中国专利局、申请号为201610853832.7、发明名称为“一种碳纳米环保橡胶复合材料及其制备方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及橡胶制品技术领域，尤其涉及一种复合型纳米碳材料粉体及其制造方法。

背景技术

全球每年会产生大量的废旧轮胎，再生胶粉和再生炭黑是废旧轮胎处理的主要产物，但目前由于再生炭黑补强性能差、再生胶粉自身强度差的原因，导致他们不能在轮胎和橡胶制品中大量应用。

已有技术中为实现再生胶粉和再生炭黑在轮胎和橡胶制品中大量应用，同时还不降低轮胎胎面胶性能，避免大量使用再生炭黑、再生胶粉后会造成轮胎胎面胶强度大幅下降，通常选择直接在常规橡胶配方中分别添加碳纳米管和石墨烯。虽然碳纳米管具有优异的力学性能、电学性能和热力学性能；石墨烯也具有好的导热、导电性能，但是，直接在橡胶配方中分别添加碳纳米管和石墨烯，由于碳纳米管和石墨烯均为纳米级材料，其自身团聚现象非常严重、堆密度非常小，导致直接将两者分别用在材料中很难将二者均匀混合在一起，根本无法实现碳纳米管和石墨烯的协同作用，也无法充分改善含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品的性能。

发明内容

本发明提供一种复合型纳米碳材料粉体及其制造方法，旨在降低碳纳米管和石墨烯的团聚现象，充分发挥碳纳米管和石墨烯的协同作用，实现将碳纳米管和石墨烯添加在含有大量再生胶粉和再生炭黑的轮胎和橡胶制品中用于提高轮胎和橡胶制品的性能，实现大量使用再生炭黑、再生胶粉的轮胎胎面胶强度的改善。

本发明提供的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供的一种复合型纳米碳材料粉体的制造方法，所述制造方法包括：

将碳纳米管粉体与分散剂和水相混合，制备碳纳米管溶液；

将石墨烯粉体与分散剂和水相混合，制备石墨烯溶液；

将所述碳纳米管溶液和所述石墨烯溶液采用高压喷头高速对喷，形成石墨烯与碳纳米组成的复合型纳米碳材料溶液；

将所述复合型纳米碳材料溶液经喷雾干燥制得复合型纳米碳材料粉体。

可选的，所述将碳纳米管粉体与分散剂和水相混合，制备碳纳米管溶液，具体为：

将所述碳纳米管粉体、所述分散剂和所述水采用0.5～5:0.5～2：100的质量比相混合；

所述碳纳米管粉体、所述分散剂和所述水的混合液经超声处理或者高速剪切分散，制备所述碳纳米管溶液。

可选的，所述将石墨烯粉体与分散剂和水相混合，制备石墨烯溶液，具体为：

将所述石墨烯粉体、所述分散剂和所述水采用0.25～5:0.5～2：100的质量比相混合；

所述石墨烯粉体粉体、所述分散剂和所述水的混合液经超声处理或者高速剪切分散，制备所述石墨烯溶液。

可选的，所述将所述碳纳米管溶液和所述石墨烯溶液采用高压喷头高速对喷，形成石墨烯与碳纳米组成的复合型纳米碳材料溶液，具体为：