1.本發(fā)明涉及碳納米管纖維束后續(xù)處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳納米管纖維束的粉碎方法及導(dǎo)電漿料。

背景技術(shù)：

2.碳納米管是一個(gè)或者多個(gè)石墨面卷曲而成的無(wú)縫管狀結(jié)構(gòu)，由于這種特殊結(jié)構(gòu)，碳納米管具有導(dǎo)電性好、強(qiáng)度高和韌性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高端數(shù)碼類(lèi)電池、新能源汽車(chē)動(dòng)力電池以及塑料制品等領(lǐng)域。

3.碳納米管纖維是碳納米管的連續(xù)組裝體，目前，人們主要通過(guò)化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管纖維，電子顯微鏡圖顯示，制備得到的原始碳納米管纖維十分容易纏結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D1)，在宏觀上形成雜亂無(wú)章的碳納米管纖維束。碳納米管纖維束的形狀不規(guī)則，通常以薄膜狀、繩狀、帶狀、塊狀或可能是這幾種狀態(tài)的混合物的方式存在，使得碳納米管纖維束的分散性不佳，從而限制了碳納米管纖維的應(yīng)用，因此通常需要將碳納米管纖維束粉碎，以利于碳納米管纖維分散均勻。

4.碳納米管纖維束粉碎過(guò)程中，由于碳納米管纖維的柔韌性強(qiáng)、比重輕且具有一定的粘性，碳納米管纖維在高速摩擦?xí)r非常容易團(tuán)聚、粘連和纏繞。利用粉碎機(jī)對(duì)碳納米管纖維束進(jìn)行粉碎時(shí)，碳納米管纖維束易蓬松化并且易滯留在粉碎機(jī)刀片的上部和角落，導(dǎo)致刀片上的碳納米管纖維粉碎不到位，碳納米管纖維甚至還容易纏繞在刀片上，導(dǎo)致粉碎機(jī)的電機(jī)燒壞。

5.為此，人們專(zhuān)門(mén)研發(fā)了纖維剪切機(jī)對(duì)原始制備的碳納米管纖維束進(jìn)行加工粉碎，但碳納米管纖維依然容易粘連在刀頭和進(jìn)料機(jī)構(gòu)上，導(dǎo)致纖維剪切機(jī)因下料不暢而無(wú)法控制碳納米管纖維束粉碎的粒度，進(jìn)而導(dǎo)致碳納米管纖維易出現(xiàn)粉碎不勻的現(xiàn)象，不利于碳納米管的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.為了使碳納米管纖維束能夠粉碎均勻，本發(fā)明提供了一種碳納米管纖維束的粉碎方法及導(dǎo)電漿料。

7.本技術(shù)下面所述的潤(rùn)濕飽和度，是指碳納米管纖維束吸收潤(rùn)濕液的飽和程度，碳納米管纖維束未吸收潤(rùn)濕液時(shí)，潤(rùn)濕飽和度為0％，碳納米管纖維束吸收潤(rùn)濕液至完全飽和時(shí)，潤(rùn)濕飽和度為100％。

8.一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下：采用潤(rùn)濕液對(duì)碳納米管纖維束進(jìn)行潤(rùn)濕，直至碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度為50

?

100％，得到增重結(jié)構(gòu)體，接著對(duì)增重結(jié)構(gòu)體進(jìn)行粉碎，得到碳納米管粉末，其中m：碳納米管纖維束的質(zhì)量；a1：碳納米管纖維束的質(zhì)量為m時(shí)，吸收潤(rùn)濕液至潤(rùn)濕飽和度為100％的總質(zhì)量；a2：碳納米管纖維束的質(zhì)量為m時(shí)，吸收一定量潤(rùn)濕液后的總質(zhì)量。

9.碳納米管纖維束潤(rùn)濕至的潤(rùn)濕飽和度為50

?

100％，再進(jìn)行粉碎，碳納米管纖維束能夠達(dá)到粉碎均勻效果。主要原因在于：一方面，潤(rùn)濕液能夠潤(rùn)濕碳納米管纖維束，使碳納米管纖維束單位體積的重量增加，但碳納米管纖維束的體積在宏觀方面不變，從而碳納米管纖維束單位體積的離心剪切力增大；另一方面，碳納米纖維束的潤(rùn)濕飽和度為50

?

100％時(shí)，粉碎過(guò)程中碳納米管纖維束高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的靜電明顯減少，使得碳納米管纖維束不易吸附或者纏繞在粉碎機(jī)刀片上。綜上所述，通過(guò)碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50

?

100％，粉碎產(chǎn)生的剪切力直接作用在潤(rùn)濕后的碳納米管纖維束上，碳納米管纖維束的粉碎剪切效果提高，使得大塊的碳納米管纖維束易于被剪切為小塊，因此碳納米管纖維束的粒度減小且粉碎均勻程度提高，使得碳納米管纖維束的分散性提高。

10.另外，通過(guò)控制碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度不超過(guò)100％,碳納米管纖維束中潤(rùn)濕液不易因過(guò)飽和而滴落，從而減少了粉碎過(guò)程中潤(rùn)濕液過(guò)多導(dǎo)致粉碎機(jī)的電機(jī)燒壞的情況發(fā)生。

11.優(yōu)選的，所述潤(rùn)濕液為水、醇類(lèi)液體、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮中的一種或多種組合。

12.通過(guò)水、醇類(lèi)液體、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮作為碳納米管纖維束的潤(rùn)濕液，碳納米管纖維束不但可以較好地被潤(rùn)濕，而且水在100℃可以被干燥除去，醇類(lèi)液體、丙酮、n

?

甲基吡咯烷酮可以在300℃被干燥除去，從而使得碳納米管纖維束在粉碎過(guò)程中不易增加雜質(zhì)，進(jìn)而使得碳納米管纖維束在粉碎后仍能夠保持高純度。

13.具體的，水可以為自來(lái)水，工業(yè)用水、去離子水、純水和蒸餾水中的一種或多種，自來(lái)水，工業(yè)用水、去離子水、純水和蒸餾水的純凈度有所區(qū)別，但潤(rùn)濕碳納米管纖維束的效果非常接近，因此，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)要求選擇水的種類(lèi)。醇類(lèi)液體為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、異丙醇和正己醇中的一種或多種的組合。所述潤(rùn)濕液的成本較低，易在工業(yè)化生產(chǎn)中使用。進(jìn)一步地，碳納米管纖維束的潤(rùn)濕方式為噴霧潤(rùn)濕或者浸潤(rùn)潤(rùn)濕。

14.通過(guò)將潤(rùn)濕液噴淋至碳納米管纖維束表面或者將碳納米管纖維束浸入潤(rùn)濕液中，潤(rùn)濕液可以較好地滲入碳納米管與碳納米管之間，有利于碳納米管更好地吸收潤(rùn)濕液，從而使得碳納米管纖維束的粉碎效果更佳。

15.優(yōu)選的，所述碳納米管纖維束為單壁碳納米管纖維束、雙壁碳納米管纖維束、和多壁碳納米管纖維束中的一種或多種的組合或?yàn)楣驯谔技{米管纖維束，其中所述寡壁碳納米管纖維束的碳納米管層數(shù)小于4。

16.單壁碳納米管由單層石墨烯卷曲而成，雙壁碳納米管由雙層石墨烯卷曲而成，寡壁碳納米管纖維束由層數(shù)小于4的碳納米管纖維束組成，寡壁碳納米管纖維束可以是單壁碳納米管纖維束、雙壁碳納米管纖維束以及三層壁碳納米管纖維束中的任意兩種組分或者三種組分的組合。層數(shù)小于4的碳納米管具有極佳的柔韌性，因此由單壁碳納米管和雙壁碳納米管形成的纖維束以及寡壁碳納米管纖維束均非常難以粉碎。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，單壁碳納米管纖維束、雙壁碳納米管纖維束以及寡壁碳納米管纖維束能夠粉碎形成均勻的粉末狀，克服了單壁碳納米管、雙壁碳納米管纖維束以及寡壁碳納米管纖維束非常難以粉碎的缺陷，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值以及工業(yè)推廣的意義。對(duì)于多壁碳納米管纖維束而言，隨著層數(shù)的增加，其脆性變大，粉碎難度低于單壁碳納米管纖維束和雙壁碳納米管纖維束，因此本方法也適用于多壁碳納米管纖維束。

17.優(yōu)選的，采用刀片式粉碎機(jī)對(duì)增重結(jié)構(gòu)體進(jìn)行間歇粉碎，間隔時(shí)間為2

?

5min。進(jìn)一步地，所述刀片式粉碎機(jī)為磨粉機(jī)。

18.刀片式粉碎機(jī)對(duì)增重結(jié)構(gòu)體具有較佳的粉碎效果,通過(guò)采用刀片式粉碎機(jī)對(duì)增重結(jié)構(gòu)體進(jìn)行間歇粉碎，間歇期間能夠較好地讓刀片式粉碎機(jī)的電機(jī)降溫，使得電機(jī)不易因長(zhǎng)時(shí)間使用發(fā)燙而損壞，從而保證粉碎機(jī)長(zhǎng)期有效的進(jìn)行工作。

19.優(yōu)選的，采用帶水冷冷卻裝置的刀片式粉碎機(jī)對(duì)增重結(jié)構(gòu)體進(jìn)行連續(xù)粉碎。進(jìn)一步地，所述帶水冷冷卻裝置的刀片式粉碎機(jī)為帶水冷冷卻裝置的磨粉機(jī)、流水式粉碎機(jī)以及纖維剪切機(jī)中的任意一種。

20.連續(xù)粉碎時(shí)，粉碎機(jī)的電機(jī)均可以通過(guò)帶水冷的冷卻裝置冷卻，粉碎機(jī)能夠連續(xù)工作，因此，連續(xù)粉碎相較于間歇粉碎具有產(chǎn)能更大的優(yōu)勢(shì)，而間歇粉碎相較于連續(xù)粉碎具有耗能小、省成本的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工作中，可單獨(dú)采用其中一種或者二者結(jié)合使用。

21.優(yōu)選的，所述碳納米管粉末的粒度≤50mm。進(jìn)一步地，所述碳納米管粉末的粒度為0.1

?

50mm。

22.優(yōu)選的，所述刀片式粉碎機(jī)中刀片的轉(zhuǎn)速為≥1000rpm，所述粉碎時(shí)間為≥30s，進(jìn)一步地，所述刀片式粉碎機(jī)中刀片的轉(zhuǎn)速為1000

?

30000rpm，所述粉碎時(shí)間為30

?

600s。

23.通過(guò)刀片的轉(zhuǎn)速以及粉碎時(shí)間的調(diào)整，可以調(diào)整碳納米管粉末的粒度，從而根據(jù)不同領(lǐng)域的需求選擇粒度不同的碳納米管粉末，進(jìn)而滿足人們?cè)诙鄠€(gè)領(lǐng)域方面對(duì)粒度不同的碳納米管粉末的需求。

24.更進(jìn)一步地,所述刀片式粉碎機(jī)中刀片的轉(zhuǎn)速為10000

?

20000rpm，所述粉碎時(shí)間為50

?

90s，所述碳納米管粉末的粒度為0.2

?

2mm。

25.通過(guò)刀片的轉(zhuǎn)速以及粉碎時(shí)間的調(diào)整，獲得粒度為0.2

?

2mm的碳納米管粉末，有利于將該粒度的碳納米管粉末較好的分散于導(dǎo)電漿料中。

26.優(yōu)選的，所述刀片式粉碎機(jī)的刀片為2

?

10片。進(jìn)一步地，所述刀片式粉碎機(jī)的刀片為3

?

5片。

27.通過(guò)調(diào)整刀片式粉碎機(jī)的刀片數(shù)量，有利于增重結(jié)構(gòu)體快速剪切粉碎，使得增重結(jié)構(gòu)體粉碎的粒度更小且更加均勻。

28.優(yōu)選的，所述刀片式粉碎機(jī)的內(nèi)壁或/和刀片材質(zhì)包括碳鋼、鎢鋼、不銹鋼、陶瓷、石英、瑪瑙、鉑金和鉆石中的任意一種。

29.采用上述無(wú)鐵材質(zhì)的刀片，在高速粉碎后的碳納米管纖維束中不易出現(xiàn)ppm級(jí)別的鐵含量，從而有利于碳納米管纖維束保持高純度。

30.一種導(dǎo)電漿料，由以下質(zhì)量份數(shù)的組分制成：由上述粉碎方法制備得到的碳納米管粉末0.2

?

1份、分散劑0.4

?

0.6份和溶劑90

?

92份。

31.一種導(dǎo)電漿料的制備方法為：將溶劑、分散劑和上述碳納米管粉末混合，超聲30

?

120min，得到導(dǎo)電漿料。

32.優(yōu)選的，所述溶劑為水，所述分散劑為羧甲基纖維素和聚乙烯吡咯烷酮中的一種或者兩種的組合。

33.通過(guò)采用上述技術(shù)方案得到水性的導(dǎo)電漿料，可以用作鋰離子電池的負(fù)極導(dǎo)電漿料使用。

34.優(yōu)選的，所述溶劑為n

?

甲基吡咯烷酮，所述分散劑為聚偏二氟乙烯和聚乙烯吡咯

烷酮中的一種或者兩種的組合。

35.通過(guò)采用上述技術(shù)方案得到油性導(dǎo)電漿料，可以作為鋰電池的正極導(dǎo)電漿料使用。

36.綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

37.1、碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50

?

100％時(shí)，單位體積的碳納米管纖維束重量增加且高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的靜電減少，使得碳納米管纖維束能夠粉碎并得到粒徑均勻的碳納米管粉末。

38.2、潤(rùn)濕液為水、醇類(lèi)液體、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮等常見(jiàn)溶液，易在工業(yè)化生產(chǎn)中使用，且能較好地滲入碳納米管與碳納米管之間，有利于提高碳納米管纖維束的潤(rùn)濕效果，從而有利于提高碳納米管纖維束的粉碎效果。

39.3、通過(guò)對(duì)刀片式粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速以及粉碎時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，得到既定所需長(zhǎng)度的碳納米管粉末，從而滿足人們對(duì)于不同粒度的碳納米管粉末的需求。

附圖說(shuō)明

40.圖1是制備得到的原始寡壁碳納米管纖維束的掃描電子顯微鏡圖。

41.圖2是制備得到的原始寡壁碳納米管纖維束的透射電子顯微鏡圖。

42.圖3是實(shí)施例1中增重結(jié)構(gòu)體在粉碎前(左圖)、后(右圖)的宏觀體光學(xué)對(duì)比照片。

43.圖4是實(shí)施例4中增重結(jié)構(gòu)體粉碎后的宏觀體光學(xué)照片。

44.圖5是對(duì)比例1寡壁碳納米管纖維束在粉碎前(左圖)、后(右圖)的宏觀體光學(xué)對(duì)比照片。

45.圖6是對(duì)比例6中壓片機(jī)對(duì)碳納米管纖維束壓縮后，碳納米管纖維束粉碎前(左圖)、后(右圖)的宏觀體光學(xué)照片。

46.圖7是采用激光粒度儀對(duì)應(yīng)用例1的導(dǎo)電漿料測(cè)試得到的粒度分布圖。

47.圖8是采用激光粒度儀對(duì)應(yīng)用對(duì)比例1的導(dǎo)電漿料測(cè)試得到的粒度分布圖。

具體實(shí)施方式

48.以下實(shí)施例以及對(duì)比例中，寡壁碳納米管纖維束的結(jié)構(gòu)形態(tài)參照?qǐng)D1和圖2。

49.潤(rùn)濕飽和度的計(jì)算方法：取質(zhì)量為m的干燥碳納米管纖維束，將碳納米管纖維束浸泡于潤(rùn)濕液中，隔幾分鐘取出，時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況可以調(diào)整，一般為5min，待無(wú)液滴滴落，記錄碳納米管纖維束的質(zhì)量m1，再將碳納米管纖維束浸泡與潤(rùn)濕液中，重復(fù)n次浸泡取出無(wú)液滴滴落后稱(chēng)重，直至相鄰兩次碳納米管纖維束的質(zhì)量差m

n

?

m

n

?1小于0.1g，記錄為a1，此時(shí)碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度為100％。

50.再取質(zhì)量為m干燥碳納米管纖維束，朝向碳納米管纖維束噴灑一定量的潤(rùn)濕液，稱(chēng)量并記錄增重后碳納米管纖維束質(zhì)量為a2。碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度計(jì)算方式如下：

51.以下各實(shí)施例以及對(duì)比例2的a1、a2以及潤(rùn)濕飽和度詳見(jiàn)表1。

52.表1

[0053][0054][0055]

實(shí)施例1

[0056]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50.34％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為碳鋼、刀片材質(zhì)為不銹鋼的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末(粉碎前后結(jié)構(gòu)形態(tài)參照?qǐng)D3)，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt1。

[0057]

實(shí)施例2

[0058]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為85.71％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為碳鋼、刀片材質(zhì)為不銹鋼的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt2。

[0059]

實(shí)施例3

[0060]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束浸入純水中，直至寡壁碳納米管纖維束完全潤(rùn)濕，取出并確保無(wú)液體滴落，得到潤(rùn)濕飽和度為100％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為鎢鋼、刀片材質(zhì)為不銹鋼的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt3。

[0061]

實(shí)施例4

[0062]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，將無(wú)水乙醇均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重

結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為鎢鋼、刀片材質(zhì)為石英的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為30000rpm，間隔粉碎20次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為5min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt4(粉碎前后結(jié)構(gòu)形態(tài)參照?qǐng)D4)。

[0063]

實(shí)施例5

[0064]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，將丙酮均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為碳鋼、刀片材質(zhì)為不銹鋼的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為20000rpm，間隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt5。

[0065]

實(shí)施例6

[0066]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，將n

?

甲基吡咯烷酮均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50.25％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為碳鋼、刀片材質(zhì)為不銹鋼的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為1000rpm，粉碎30s，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt6。

[0067]

實(shí)施例7

[0068]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g雙壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在雙壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50.62％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為鎢鋼、刀片材質(zhì)為石英的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎2次，每次粉碎35s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt7。

[0069]

實(shí)施例8

[0070]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g單壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在單壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50.23％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為鎢鋼、刀片材質(zhì)為石英的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt8。

[0071]

實(shí)施例9

[0072]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g多壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在多壁碳納米管纖維束的表面，得到潤(rùn)濕飽和度為57.67％的增重結(jié)構(gòu)體，接著將增重結(jié)構(gòu)體投入內(nèi)壁為鎢鋼、刀片材質(zhì)為石英的四刀片磨粉機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為20000rpm，間隔粉碎2次，每次粉碎25s，每次間隔時(shí)間為2min，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt9。

[0073]

實(shí)施例10

[0074]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取100g寡壁碳納米管纖維束，將純水均勻噴灑在寡壁碳納米管纖維束表面，得到潤(rùn)濕飽和度為50.6％的增重結(jié)構(gòu)體，將增重結(jié)構(gòu)體放在連續(xù)式進(jìn)料的連續(xù)氣流粉碎機(jī)中，刀片轉(zhuǎn)速為10000rpm，連續(xù)粉碎，得到碳納米管粉末，取出部分作為樣品標(biāo)記為cnt10。

[0075]

對(duì)比例1

[0076]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，直接放在四葉

磨粉機(jī)中，轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔三次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到對(duì)比樣品1。取出部分對(duì)比樣品1標(biāo)記為cnt11。

[0077]

對(duì)比例2

[0078]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，與實(shí)施例1的區(qū)別在于：增重結(jié)構(gòu)體的潤(rùn)濕飽和度為47.48％。相同方法粉碎結(jié)束后得到對(duì)比樣品2，取出部分對(duì)比樣品2標(biāo)記為cnt12。

[0079]

對(duì)比例3

[0080]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g單壁碳納米管纖維束直接放在四葉磨粉機(jī)中，轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔三次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到對(duì)比樣品3。取出部分對(duì)比樣品3標(biāo)記為cnt13。

[0081]

對(duì)比例4

[0082]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取100g寡壁碳納米管纖維束，直接放纖維剪切機(jī)中,剪切一段時(shí)間后就出現(xiàn)了黏連刀頭和進(jìn)給機(jī)構(gòu)的情況，粉碎終止，得到對(duì)比樣品4，取出部分對(duì)比樣品4標(biāo)記為cnt14。

[0083]

對(duì)比例5

[0084]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束、4g聚乙烯吡咯烷酮和900g水形成分散溶液，直接放在液體攪拌磨中，轉(zhuǎn)速為10000rpm，連續(xù)粉碎20min，用濾布過(guò)濾，得到對(duì)比樣品5，取出部分對(duì)比樣品5標(biāo)記為cnt15。

[0085]

對(duì)比例6

[0086]

一種碳納米管纖維束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳納米管纖維束，利用壓片機(jī)將寡壁碳納米管纖維束壓片后放在四葉磨粉機(jī)中，轉(zhuǎn)速為10000rpm，間隔粉碎三次，每次粉碎30s，每次間隔時(shí)間為2min，得到對(duì)比樣品6，取出部分對(duì)比樣品6標(biāo)記為cnt16。

[0087]

實(shí)驗(yàn)1

[0088]

粒度測(cè)試：根據(jù)cnt1

?

16的目標(biāo)粒度選擇對(duì)應(yīng)孔徑的篩網(wǎng)，并記錄篩下產(chǎn)物的通過(guò)率。通過(guò)率的計(jì)算方式如下：

[0089][0090]

實(shí)驗(yàn)2

[0091]

判斷cnt1

?

16是否粉碎均勻：通過(guò)眼睛觀察粉碎后碳納米管粉末的狀態(tài)判斷碳納米管的是否粉碎均勻。

[0092]

各實(shí)施例以及對(duì)比例的部分參數(shù)以及實(shí)驗(yàn)1

?

2的測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表2。

[0093]

表2

[0094][0095][0096]

由表2中實(shí)施例1

?

10的數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50％左右，再進(jìn)行粉碎，能夠得到粉碎均勻的碳納米管粉末，這說(shuō)明本技術(shù)實(shí)施例1

?

10中的粉碎方法能夠有效提高原始碳納米管纖維束的粉碎效果，使得原始碳納米管纖維束粉碎后粒度減少且粉碎均勻程度較高。

[0097]

由表2中實(shí)施例1

?

3和對(duì)比例1

?

2的數(shù)據(jù)結(jié)合圖5的對(duì)比照片可得，實(shí)施例1

?

3中對(duì)原始寡壁碳納米管纖維束潤(rùn)濕直至潤(rùn)濕飽和度為50.34％、85.71％、100％，再進(jìn)行粉碎，得到粉碎均勻的碳納米管粉末；對(duì)比例1中原始寡壁碳納米管纖維束不做任何處理直接進(jìn)行粉碎，粉碎結(jié)束后，碳納米管纖維束仍以條狀、帶狀的狀態(tài)存在，難以得到粉碎均勻的碳納米管粉末；對(duì)比例2中原始寡壁碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為47.48％，但是原始寡壁碳納米管纖維束在經(jīng)過(guò)相同方法粉碎后得到不均勻長(zhǎng)絲，也難以得到粉碎均勻的碳納米管粉末，證明采用潤(rùn)濕液對(duì)碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度至少為50％時(shí)，碳納米管纖維束單位體積內(nèi)的離心剪切力較佳，同時(shí)還獲得較佳的抗靜電的效果，減少了碳納米管纖維束粉碎過(guò)程中因靜電吸附或者纏繞在刀片上的情況，因此，碳納米管纖維束粉碎后能夠得到均勻的碳納米管粉末。

[0098]

根據(jù)表2中實(shí)施例8與對(duì)比例3的數(shù)據(jù)對(duì)比可得，通過(guò)對(duì)單壁碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50.23％，使得單壁碳納米管纖維束粉碎后得到粒徑較為均勻的碳納米管粉末，而未經(jīng)過(guò)潤(rùn)濕的單壁碳納米管纖維束同樣難以粉碎均勻。

[0099]

根據(jù)表2中實(shí)施例10與對(duì)比例4的數(shù)據(jù)對(duì)比可得，實(shí)施例10對(duì)寡壁碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50％,再進(jìn)行連續(xù)粉碎處理，得到連續(xù)粉碎均勻的粉末，對(duì)比例4對(duì)寡壁碳納米管纖維束不潤(rùn)濕直接進(jìn)行連續(xù)粉碎，得到不均勻的長(zhǎng)絲，證明在連續(xù)粉碎處理過(guò)程中，同樣需要對(duì)碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50％后再粉碎，才能夠在連續(xù)粉碎后中得到粉碎均勻的碳納米管粉末，否則剪切過(guò)程中，碳納米管纖維束容易黏連刀頭和進(jìn)給機(jī)構(gòu)，而使得粉碎終止。

[0100]

根據(jù)表2中實(shí)施例1與對(duì)比例5的數(shù)據(jù)對(duì)比可得，實(shí)施例1中，碳納米管纖維束以固相狀態(tài)進(jìn)行粉碎，得到粉碎均勻的碳納米管粉末，對(duì)比例5的碳納米管纖維束在聚乙烯吡咯烷酮的分散作用下分散在水中形成分散液，以分散液的狀態(tài)進(jìn)行粉碎，粉碎結(jié)束后得到不均勻長(zhǎng)絲，證明碳納米管纖維束以固相狀態(tài)粉碎的效果比分散液狀態(tài)粉碎效果要好，只有在固相狀態(tài)粉碎才能夠得到粉碎均勻的碳納米管粉末。

[0101]

結(jié)合表1以及圖2、圖6，實(shí)施例1中對(duì)原始制備的寡壁碳納米管纖維束潤(rùn)濕至潤(rùn)濕飽和度為50.34％再進(jìn)行粉碎，粉碎后得到均分粉末，對(duì)比例6的碳納米管纖維束經(jīng)過(guò)壓片后再粉碎，粉碎后得到不均勻長(zhǎng)絲，證明碳納米管纖維束經(jīng)過(guò)壓縮致密化再進(jìn)行高速剪切粉碎處理，壓縮致密結(jié)構(gòu)同樣要經(jīng)過(guò)蓬松疏松化過(guò)程，再經(jīng)過(guò)剪切粉碎，和未經(jīng)壓縮致密的原始碳管狀態(tài)區(qū)別不大，所以最終也無(wú)法達(dá)到好的粉碎效果。

[0102]

應(yīng)用例1

[0103]

一種導(dǎo)電漿料，由10g實(shí)施1制備的碳納米管粉末、6g羧甲基纖維素和900g水組成。其制備方法如下：將10g實(shí)施1制備的碳納米管粉末、6g羧甲基纖維素和900g水混合，超聲分散120min，得到水性的導(dǎo)電漿料。

[0104]

應(yīng)用例2

[0105]

一種導(dǎo)電漿料，由2g實(shí)施例1制備的碳納米管粉末、4g聚乙烯吡咯烷酮和920gn

?

甲基吡咯烷酮組成。其制備方法如下：將2g實(shí)施1制備的碳納米管粉末、4g羧甲基纖維素和920gn

?

甲基吡咯烷酮混合，超聲分散30min，得到油性的導(dǎo)電漿料。

[0106]

應(yīng)用對(duì)比例1

[0107]

一種對(duì)比導(dǎo)電漿料，與應(yīng)用例1的區(qū)別在于：采用對(duì)比例1制備的標(biāo)記為cnt10的碳

納米管粉末等量替代實(shí)施例1制備的碳納米管粉末。

[0108]

實(shí)驗(yàn)3

[0109]

采用型號(hào)為mastersizer 2000的激光粒度儀對(duì)應(yīng)用例1以及應(yīng)用對(duì)比例1中導(dǎo)電漿料的粒度分布進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖7和圖8。

[0110]

應(yīng)用例1與應(yīng)用對(duì)比例1中，制備導(dǎo)電漿料的區(qū)別在于，碳納米管粉末來(lái)源不同：應(yīng)用例1采用實(shí)施例1粉碎得到的碳納米管粉末，應(yīng)用對(duì)比例1采用對(duì)比例1粉碎得到的對(duì)比樣品1，但其余的原料以及制備方法相同，也就是說(shuō)實(shí)施例1的碳納米管粉末和對(duì)比例1的對(duì)比樣品1采用相同的方法處理得到導(dǎo)電漿料，圖7為應(yīng)用例1導(dǎo)電漿料中的碳納米管粉末粒度分布圖，圖8為應(yīng)用對(duì)比例例1導(dǎo)電漿料中的對(duì)比樣品1的粒度分布圖，由于應(yīng)用例1和應(yīng)用對(duì)比例1中超聲處理的方法相同，因此可以將超聲處理對(duì)于碳納米管粉末粒度降低的影響抵消，將圖7可以視為實(shí)施例1粉碎得到的碳納米管粉末的粒度分布圖，圖8可以視為對(duì)比例1粉碎得到的對(duì)比樣品1的粒度分布圖。

[0111]

圖7顯示，應(yīng)用例1的導(dǎo)電漿料中碳納米管粉末的粒度分布圖中僅有一個(gè)波峰，根據(jù)圖7中“size range”可以得知，導(dǎo)電漿料中碳納米管粉末的粒度在0.02

?

2000um之間，平均粒度d(50)為0.093um，實(shí)施例1粉碎得到的碳納米管粉末粒度的跨度小，證明實(shí)施例1粉碎后的碳納米管粉末的粒度分布均勻，且超聲粉碎后，碳納米管粉末的粒度降低，這是因?yàn)樵诔曌饔孟?，碳納米管纖維的粒度進(jìn)一步減小。圖8顯示，應(yīng)用對(duì)比例的導(dǎo)電漿料中碳納米管粉碎的粒度分布圖中有4

?

5個(gè)波峰，且碳納米管粉末粒度的跨度大，證明對(duì)比例1粉碎后的對(duì)比樣品1的粒度分布不均勻，因此，從圖7和圖8的粒度分布圖也能夠說(shuō)明本技術(shù)中實(shí)施例1的原始碳納米管纖維束能夠達(dá)到粉碎均勻的效果，其粉碎效果明顯優(yōu)異于較對(duì)比例1中原始碳納米管纖維束的粉碎效果。

[0112]

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本技術(shù)的解釋?zhuān)洳⒉皇菍?duì)本技術(shù)的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說(shuō)明書(shū)后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒(méi)有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本技術(shù)的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專(zhuān)利法的保護(hù)。技術(shù)特征：

1.一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：采用潤(rùn)濕液對(duì)碳納米管纖維束進(jìn)行潤(rùn)濕，直至碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度為50

?

100%，得到增重結(jié)構(gòu)體，接著對(duì)增重結(jié)構(gòu)體進(jìn)行粉碎，得到碳納米管粉末，其中；m：碳納米管纖維束的質(zhì)量；a1：碳納米管纖維束的質(zhì)量為m時(shí)，吸收潤(rùn)濕液至潤(rùn)濕飽和度為100%的總質(zhì)量；a2：碳納米管纖維束的質(zhì)量為m時(shí)，吸收一定量潤(rùn)濕液后的總質(zhì)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述潤(rùn)濕液為水、丙酮、n

?

甲基吡咯烷酮以及醇類(lèi)液體中的一種或多種的組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述碳納米管纖維束的潤(rùn)濕方式為噴霧潤(rùn)濕或者浸潤(rùn)潤(rùn)濕。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述碳納米管纖維束為單壁碳納米管纖維束、雙壁碳納米管纖維束、和多壁碳納米管纖維束中的一種或多種的組合或?yàn)楣驯谔技{米管纖維束，其中所述寡壁碳納米管纖維束的碳納米管層數(shù)小于4。5.根據(jù)權(quán)利要求1

?

4任一所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：粉碎方式采用間歇粉碎和/或連續(xù)粉碎；所述間歇粉碎采用刀片式粉碎機(jī)，所述間歇時(shí)間為2

?

5min；所述連續(xù)粉碎采用帶水冷冷卻裝置的刀片式粉碎機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述碳納米管粉末的粒度為0.1

?

50mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎機(jī)中刀片的轉(zhuǎn)速≥1000rpm，所述粉碎時(shí)間≥10s。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎機(jī)的刀片為2

?

10片。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種碳納米管纖維束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎機(jī)的內(nèi)壁或/和刀片材質(zhì)包括碳鋼、鎢鋼、不銹鋼、陶瓷、石英、瑪瑙、鉑金和鉆石中的任意一種。10.一種導(dǎo)電漿料，其特征在于：由以下質(zhì)量份數(shù)的組分制成：權(quán)利要求1

?

9任一所述粉碎方法得到的碳納米管粉末0.2

?

1份、分散劑0.4

?

0.6份和溶劑90

?

92份。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種碳納米管纖維束的粉碎方法及導(dǎo)電漿料，一種碳納米管纖維束的粉碎方法,采用潤(rùn)濕液對(duì)碳納米管纖維束進(jìn)行潤(rùn)濕，直至碳納米管纖維束的潤(rùn)濕飽和度為50

技術(shù)研發(fā)人員：徐壯 謝寶東 韓少秋 張美杰 鄭濤

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇天奈科技股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.31

技術(shù)公布日：2021/11/4