[发明专利]一种应用于碳纳米管母粒的制备方法及其制备设备

说明书

本发明涉及一种应用于碳纳米管母粒的制备方法及其制备设备，制浆，将粒度为10‑150μm碳纳米管粉末均匀分散在溶剂中，超声搅拌20min形成浆料；浆料中加入分散助剂、润滑剂、增塑剂，机械搅拌0.5h～1.5h；将最终混合母料投入浆料研磨机中研磨2～3h，再经过50目的筛网过滤；最后将过滤后的浆料投入喷雾干燥造粒塔，通过喷雾干燥造粒塔，将其物料喷成雾状并迅速蒸发干燥，从而得到碳纳米管母粒。避免浆料产生团聚现象，使得浆料内细小颗粒达到均一尺寸，保证了碳纳米管母粒的导电性。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种应用于碳纳米管母粒的制备方法及其制备设备。

背景技术

碳纳米管具有高强度、高导热性、高导电性等优异性能，它在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域具有广阔的潜在应用前景，是21世纪备受瞩目的新材料。由于高分子材料自身电阻率高，静电不易除去而导致积累的电压很大，对塑料制品的生产和使用过程造成很大的负面影响，为解决这个问题，在高分子材料中添加抗静电母粒是一个普遍的解决方案。目前，碳纳米管高分子复合导电材料的导电母粒制备方法大致有两大类，一是将高分子材料与碳纳米管经过双螺杆挤出机或密炼机熔融共混制备得到导电母粒，二是将高分子材料溶解在溶剂中，加入碳纳米管进行机械搅拌或超声进行分散，再将溶剂除去制备得到导电母粒。

目前现有的导电母粒导电性不佳，并且制备效率低，难以规模化生产。目前碳纳米管母粒在生产造粒时，普遍采用螺旋挤压机挤出成条再切割成粒，这种挤压造粒的产品粒形不够圆整，并且颗粒长度和端面形状不能精确控制，带份率高，产品质量难以保证，生产率较低，无法适用于大规模流水线生产。

发明内容

本发明 针对上述问题，公开了一种应用于碳纳米管母粒的制备方法及其制备设备，实现。

具体的技术方案如下：

一种应用于碳纳米管母粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一：制浆，将粒度为10-150μm碳纳米管粉末均匀分散在溶剂中，超声搅拌20min形成浆料；

步骤二：浆料中加入分散助剂、润滑剂、增塑剂，温度30~90℃条件下，机械搅拌0.5h~1.5h，转速150~350rpm；

步骤三：打细：将步骤二中最终混合母料投入浆料研磨机中研磨2~3h，再经过50目的筛网过滤；

步骤四：喷雾造粒，将步骤三中过滤后的浆料投入喷雾干燥造粒塔，通过喷雾干燥造粒塔，将其物料喷成雾状并迅速蒸发干燥，从而得到碳纳米管母粒。

所述碳纳米管粉体、溶剂、分散助剂、润滑剂、增塑剂的质量份数比为：10~15：25~35、5~10：1~10：:10~15；

所述步骤一中，所述溶剂包括水、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙酮、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、甲苯中的一种或多种；

所述步骤四中所述喷雾造粒，加热原料至100～130℃，以0.1～0.5Mpa的喷雾压力在120～220℃的干燥室进行喷雾造粒，热风温度120～220℃。

一种应用于碳纳米管母粒的制备设备，包括造粒塔、加热装置、回料装置，所述造粒塔一侧设置所述加热装置，所述加热装置包括加热器、鼓风机、加热管，所述鼓风器的出风口连接所述加热器，加热器的出风口连接所述加热管，所述加热管一端进入到造粒塔内腔顶端中心并设有第一喷气管口，所述加热管一侧设有分支管，所述分支管一端水平贯穿造粒塔中并设有第二喷气口，且第一喷气管口与第二喷气管口之间呈上下相对设置；造粒塔顶端设有进料管，所述进料管一端纵向贯穿第一喷气管口并于第一喷气管口中设有喷嘴；