[实用新型]一种纳米材料分散预处理装置

说明书

一种纳米材料分散预处理装置，包括预处理室、入料通道、出料通道、超声波震荡池和抽滤泵，预处理室顶部设置有入料筒，预处理室底部设置有出料通道，所述预处理室内设置有空腔，空腔内设置有剪切装置，所述空腔上端与入料筒连通，空腔下端与出料通道的一端连通，所述出料通道的另一端延伸至超声波震荡池内，所述抽滤泵的入口延伸至超声波震荡池内，抽滤泵的出口与入料通道的一端连通，入料通道的另一端设置于入料筒上方；本实用新型同时结合物理搅拌、超声波分散预处理以及三辊轴剪切技术，极大提高纳米材料分散效率，降低预处理时间，减少生产成本。

技术领域

本实用新型涉及一种纳米材料预处理技术，具体涉及一种纳米材料分散预处理装置。

背景技术

纳米材料如碳纳米管、纳米石墨烯、纳米TiO₂等一直被认为是过去几十年最具前景的材料。在复合材料中掺加纳米材料可以极大的提高纳米复合材料的电传导等性能，甚至实现纳米复合材料的多功能性。尽管纳米材料如碳纳米管等具有优异的电传导性能以及热传导性能，但纳米材料在宏观转化应用以及商业化应用等方面仍然受到限制。其中，纳米材料的分散问题是制约纳米材料宏观转化应用及商业化应用的一个关键因素。

目前，常用的纳米分散方法主要包括电分散法、化学分散法以及物理分散法等。电化学法通过调节pH值，可增大纳米粒子分散稳定性，但仅适用于水中分散，在一定程度上限制了这种方法的应用。化学分散法即对纳米粒子进行改性，利用偶联剂、表面活性剂、分散剂，对纳米粒子进行表面处理，改善粒子分散性能，但由于不同纳米材料对于改性剂的要求不同，有些改性剂改性效果不佳等，限制了化学分散方法的应用。物理分散方法，一般采用高速分散搅拌器或者超声波分散，但对于一些粘度较大的纳米材料，单一采用高速分散搅拌或者超声分散效果不是很理想，效率有待提高，若要达到理想的分散效果则可能需要消耗更多的能耗。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题,本实用新型提供一种效率高、能耗少的纳米材料分散预处理装置，技术方案如下：

一种纳米材料分散预处理装置，包括预处理室、入料通道、出料通道、超声波震荡池和抽滤泵，预处理室顶部设置有入料筒，预处理室底部设置有出料通道，所述预处理室内设置有空腔，空腔内设置有剪切装置，所述空腔上端与入料筒连通，空腔下端与出料通道的一端连通，所述出料通道的另一端延伸至超声波震荡池内，所述抽滤泵的入口延伸至超声波震荡池内，抽滤泵的出口与入料通道的一端连通，入料通道的另一端设置于入料筒上方。

所述剪切装置包括主辊轴、第一次级辊轴和第二次级辊轴，所述空腔为截面呈菱形的棱柱形，主辊轴、第一次级辊轴和第二次级辊轴沿空腔的侧棱方向转动装配，主辊轴、第一次级辊轴和第二次级辊轴相互平行，且同一水平面设置，第一次级辊轴和第二次级辊轴分别位于主辊轴两侧。

所述第一次级辊轴和第二次级辊轴的直径相同，主辊轴的直径大于第一次级辊轴和第二次级辊轴的直径。

三根辊轴具有不同的旋转线速度，第一次级辊轴的旋转线速度大于第二次级辊轴旋转线速度，第二次级辊轴的旋转线速度大于主辊轴旋转线速度。

所述第一次级辊轴和主辊轴的旋转方向相同，第二次级辊轴与前二者的旋转方向相反。

所述超声波震荡池内设置有搅拌器和超声波振荡器。

所述入料筒呈漏斗状。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型操作方法简单，可以实现纳米材料分散循环化预处理。

2、本实用新型同时结合物理搅拌、超声波分散预处理以及三辊轴剪切技术，极大提高纳米材料分散效率，降低预处理时间，减少生产成本。

3、本实用新型装置分散预处理纳米材料的全过程可实现循环自动化，效率高，处理量大，因此该装置可以促进纳米材料预处理的工业化生产。