本发明专利技术公开了一种用于分散碳纳米管的联动装置，包括：搅拌组件；乳化组件；动力泵；可转动的螺旋定向组件，用于对乳化分散的浆料中的碳纳米管进行定向排列；可转动的挤搓组件，用于对螺旋定向组件甩出的碳纳米管进行挤压和搓散，挤搓组件套接于螺旋定向组件外侧，挤搓组件的转动方向与螺旋定向组件的转动方向相反；搅拌组件、动力泵、乳化组件、螺旋定向组件和挤搓组件依次连接形成循环的联动装置。通过设置螺旋定向组件对碳纳米管进行定向排列和甩出，并利用与螺旋定向组件的转动方向相反挤搓组件对碳纳米管进行挤压和搓散，能够在不破坏碳纳米管的结构的情况下对其分散。坏碳纳米管的结构的情况下对其分散。坏碳纳米管的结构的情况下对其分散。
【技术实现步骤摘要】
用于分散碳纳米管的联动装置及方法
[0001]本专利技术涉及碳材料领域，特别是涉及一种用于分散碳纳米管的联动装置及方法。
技术介绍
[0002]碳纳米管具有高强度、高导电性和高导热性，碳纳米管及其复合材料广泛应用于新能源汽车、数码和半导体产业、电力基础设施等领域。碳纳米管的大规模商业应用需求最主要来自锂电池和导电塑料领域，其中来自锂电池的需求超过80%。
[0003]碳纳米管的比表面积通常在100至1200m2/g，其直径一般为2nm至20nm，长度在0.1μm至3mm，长径比大于1000，因此，碳纳米管具有巨大的比表面积和长径比，加之碳纳米管之间存在较强的范德华力，导致其极易团聚，致使复合材料出现应力集中、导电和导热性能下降，在使用碳纳米管及其复合材料时，需将束状团聚的碳纳米管分散以充分发挥碳纳米管的优异性能。
[0004]但是，由于碳纳米管表面缺陷少、缺乏活性基团，其在水及各种溶剂中的分散度都很低，严重影响碳纳米管的应用难度，如何均匀稳定地分散碳纳米管是亟需解决的关键性问题。
[0005]当前碳纳米管分散方法主要有机械分散法和化学分散法，其中机械分散法主要有机械搅拌、球磨等。其中，机械搅拌对于碳纳米管的分散效果甚微，仅适用于初步打散碳纳米管。采用球磨机可以不同程度地破坏碳纳米管团聚而促进分散，但是，球磨会切断碳纳米管、降低其长径比，损害其机械、导电和导热等物理性能，并且，采用球磨机分散碳纳米管时容易堵塞设备和管道，需少量多次添加碳纳米管。化学分散法常使用表面活性剂、强酸、强碱对碳纳米管进行处理，但是上述试剂往往对碳纳米管造成腐蚀破坏其原有结构，因此，影响到碳纳米管的性能的发挥，并且由于试剂难以进入到团聚体内部，基质中仍存在大量的碳纳米管团聚。
技术实现思路
[0006]基于现有技术中的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种分散碳纳米管的联动装置，能够在不破坏碳纳米管的结构的情况下，利用螺旋定向组件和挤搓组件对碳纳米管进行挤压和搓散，利用循环的分散管路可以循环多次对混有碳纳米管的浆料进行分散，提高分散效果。
[0007]为此，本专利技术提供如下技术方案。
[0008]本专利技术提供一种用于分散碳纳米管的联动装置，联动装置包括：搅拌组件，用于将混有碳纳米管的浆料进行搅拌分散；乳化组件，用于将搅拌分散的浆料进行乳化分散；动力泵，用于将搅拌组件中搅拌分散的浆料输送至乳化组件中；可转动的螺旋定向组件，用于对乳化分散的浆料中的碳纳米管进行定向排列；可转动的挤搓组件，用于对螺旋定向组件甩出的碳纳米管进行挤压和搓散，挤搓组件套接于螺旋定向组件外侧，挤搓组件的转动方向与螺旋定向组件的转动方向相反；其中，搅拌组件、动力泵、乳化组件、螺旋定向组件和挤搓
组件依次连接形成循环的用于分散碳纳米管的联动装置。
[0009]在至少一个实施方式中，螺旋定向组件包括柱状主体，以及与柱状主体传动连接的第一驱动机构，柱状主体具有至少一条输送通道；在至少一个实施方式中，挤搓组件具有挤搓面，挤搓面围绕柱状主体的输出端设置；其中，第一驱动机构用于驱动柱状主体以第一转速旋转工作，使得碳纳米管从输送通道的输出口甩出，并以垂直于挤搓面的方式碰撞挤搓面。
[0010]在至少一个实施方式中，输送通道沿输入口向输出口方向上的内径逐渐变小。
[0011]在至少一个实施方式中，输送通道包括螺旋段和直线段，螺旋段的一端形成输入口，螺旋段的另一端与直线段的一端连接，直线段相对远离螺旋段的一端形成输出口。
[0012]在至少一个实施方式中，直线段相对于柱状主体的轴线向外倾斜设置。
[0013]在至少一个实施方式中，挤搓组件包括转动体，以及与转动体传动连接的第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动转动体以第二转速旋转，转动体包括第一径段以及与第一径段相连接的第二径段，第一径段沿其轴向贯穿形成有锥形孔，锥形孔的内壁构造成挤搓面，第二径段沿其轴向贯穿形成有圆孔，圆孔与锥形孔连通，其中第一径段的直径大于第二径段的直径。
[0014]在至少一个实施方式中，搅拌组件包括搅拌罐，以及可转动地设置在搅拌罐内的第一桨和第二桨，第二桨设置在低速桨上方的一侧，且第二桨的转速高于第一桨的转速，且第二桨与第一桨的转动方向相反。。
[0015]在至少一个实施方式中，联动装置还包括加压泵，加压泵的一端连接动力泵，加压泵的另一端连接乳化组件，加压泵用于将搅拌分散的浆料加压后输送至乳化组件内进行乳化分散。
[0016]在至少一个实施方式中，联动装置还包括喷嘴，喷嘴连接乳化组件和螺旋定向组件，喷嘴用于将经过乳化分散的浆料喷出形成液滴微粒后输送至螺旋定向组件内。
[0017]本专利技术还提供了一种分散碳纳米管的方法，分散碳纳米管的方法通过利用上述任一实施方式的联动装置进行。
[0018]专利技术的效果在本专利技术中，通过设置可转动的螺旋定向组件对碳纳米管进行定向排列和甩出，并利用与螺旋定向组件的转动方向相反的挤搓组件对由螺旋定向组件甩出的碳纳米管进行挤压和搓散，能够在不破坏碳纳米管的结构的情况下对其分散，设置循环的分散管路可以循环多次对混有碳纳米管的浆料进行分散，提高分散效果。
附图说明
[0019]图1示出了分散碳纳米管的联动装置的结构示意图。
[0020]图2示出了螺旋定向组件和挤搓组件配合时的剖视图。
[0021]图3示出了柱状主体中的输送通道的示意图。
[0022]图4示出了输送通道出口处的局部放大图。
[0023]图5示出了头部不对齐的碳纳米管接触挤搓组件后的分散过程图。
[0024]图6示出了头部对齐的碳纳米管接触挤搓组件后的分散过程图。
[0025]图7示出了纠缠状态的碳纳米管接触挤搓组件后的分散过程图。
[0026]附图标记说明1、搅拌组件；11、第一动力装置；12、第二动力装置；13、第一桨；14、第二桨；15、搅拌罐；16、给料口；17、卸料口；2、动力泵；3、加压泵；4、乳化组件；5、螺旋定向组件；51、第一驱动机构；52、第一齿轮；53、第二齿轮；54、第一连接座；55、第一轴承；56、柱状主体；57、输送通道；571、输入口；572、螺旋段；573、直线段；574、输出口；6、挤搓组件；61、第二驱动机构；62、第三齿轮；63、第四齿轮；64、第二轴承；65、转动体；651、第一径段；652、第二径段；653、锥形孔；654、挤搓面；655、圆孔；66、第三轴承；67、第二连接座；7、喷嘴。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请所属的
中的技术和科学术语的含义相同。
[0028]在本专利技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种联动装置，用于分散碳纳米管，其特征在于，所述联动装置包括：搅拌组件，用于将混有所述碳纳米管的浆料进行搅拌分散；乳化组件，用于将搅拌分散的浆料进行乳化分散；动力泵，用于将所述搅拌组件中搅拌分散的浆料输送至所述乳化组件中；可转动的螺旋定向组件，用于对乳化分散的浆料中的碳纳米管进行定向排列；可转动的挤搓组件，用于对所述螺旋定向组件甩出的所述碳纳米管进行挤压和搓散，所述挤搓组件套接于所述螺旋定向组件外侧，所述挤搓组件的转动方向与所述螺旋定向组件的转动方向相反；其中，所述搅拌组件、所述动力泵、所述乳化组件、所述螺旋定向组件和所述挤搓组件依次连接形成循环的用于分散碳纳米管的联动装置。2.根据权利要求1所述的联动装置，其特征在于，所述螺旋定向组件包括柱状主体，以及与所述柱状主体传动连接的第一驱动机构，所述柱状主体具有至少一条输送通道；所述挤搓组件具有挤搓面，所述挤搓面围绕所述柱状主体的输出端设置；其中，所述第一驱动机构用于驱动所述柱状主体以第一转速旋转工作，使得所述碳纳米管从所述输送通道的输出口甩出，并以垂直于所述挤搓面的方式碰撞所述挤搓面。3.根据权利要求2所述的联动装置，其特征在于，所述输送通道沿所述输入口向所述输出口方向上的内径逐渐变小。4.根据权利要求3所述的联动装置，其特征在于，所述输送通道包括螺旋段和直线段，所述螺旋段的一端形成所述输入口，所述螺旋段的另一端与所述直线段的一端连接，所述直线段相对远离所述螺旋段的一端形成所述输出...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈欣，董贺存，陈玉，
申请(专利权)人：江苏希诚新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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