[发明专利]含碳纳米材料的分散体、其制备方法及其系统

说明书

本发明涉及一种含碳纳米材料的分散体、其制备方法及其系统。其中，制备所述含碳纳米材料的分散体的原料按重量份计包括：1‑20重量份碳纳米材料和0.5‑30重量份分散剂。上述含碳纳米材料的分散体为纳米级的含碳纳米材料的分散体系，所包含的碳纳米材料颗粒之间具有良好的分散性且该分散体系的分散状态稳定，分散后的碳纳米颗粒在后续使用过程中不会出现二次团聚的现象。

技术领域

本发明涉及碳纳米材料的加工技术领域，特别是涉及一种含碳纳米材料的分散体、其制备方法及其系统。

背景技术

粒子的尺寸减小到纳米量级后，将导致声、光、电、磁、热性能呈现新的特性。纳米技术理论研究和新材料开发等应用研究都得到了快速的发展，并且在传统材料、医疗器材、电子设备、涂料等行业得到了广泛的应用。

但是，碳纳米材料粉体由于巨大的比表面积、颗粒间较大的范德瓦尔斯力、静电力以及毛细吸力等原因，其粉末状态下是相互吸附、团聚在一起。这种材料在使用过程中难分散且分散后易发生二次团聚，且会出现分散状态不够稳定的现象。从而包含该材料的加工制品性能的结构不够稳定，制品的功能受到影响，制约着碳纳米材料的发展。

发明内容

基于此，有必要针对现有的碳纳米材料分散体系中碳纳米材料粉体之间难分散且分散后易发生二次团聚的问题，提供一种含碳纳米材料的分散体。

一种含碳纳米材料的分散体，制备所述含碳纳米材料的分散体的原料按重量份计包括：

碳纳米材料 1-20重量份，

分散剂 0.5-30重量份。

上述含碳纳米材料的分散体为纳米级的分散体系，所包含的碳纳米材料团聚体被打破，获得尺寸更小的纳米颗粒或原生纳米颗粒，该体系状态稳定且其包含的碳纳米材料不会在后续使用过程中发生二次团聚。具体而言，分散剂分子中含有大量的高位阻空间结构，可以有效防止碳纳米材料颗粒之间二次团聚的发生。此外，分散剂分子中的大量活泼的反应基团，可与碳纳米材料的表面基团发生包覆、接枝等物理化学反应，反应后的碳纳米材料的团聚体被打开，碳纳米材料变成更小的尺寸或者单分散原生纳米颗粒状态，而同时由于具有表面活性的分散剂的包覆和接枝作用，进而防止碳纳米材料二次团聚的发生，获得了具有包含良好分散性的碳纳米材料的分散体，且该分散体能保持稳定状态。

在其中一个实施例中，所述分散剂选自固醇、固醇衍生物和胆汁酸中的一种或几种。

在其中一个实施例中，制备所述含碳纳米材料的分散体的原料还包括糖、抗氧剂、离子型表面活性剂、光稳定剂中的一种或几种。

在其中一个实施例中，所述糖的含量为0.5-5重量份。

在其中一个实施例中，所述碳纳米材料为炭黑、石墨、氧化石墨或碳纳米管。

在其中一个实施例中，所述抗氧剂选自受阻酚抗氧剂、芳香胺类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中的一种或几种，所述光稳定剂选自二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类和受阻胺中的一种或几种。

本发明还提供了一种含碳纳米材料的分散体的制备方法。

一种含碳纳米材料的分散体的制备方法，包括如下步骤：

将原料混合并加热至熔融状态，形成熔融状态的混合物，将熔融状态的混合物剪切分散，所述剪切分散的温度为100℃-400℃，之后冷却至室温得到含碳纳米材料的分散体，其中，所述原料包括碳纳米材料和分散剂，所述碳纳米材料与所述分散剂的质量比为1-20:0.5-30。