一种碳纳米纤维纸及其制备方法

文档序号:2459878
一种碳纳米纤维纸及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种碳纳米纤维纸及其制备方法,本发明的碳纳米纤维纸由碳纳米纤维之间依靠分子范德华力以及碳纳米纤维之间的交联作用相结合而成,所述碳纳米纤维包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、实心碳纳米纤维或活性炭纤维中的一种或几种。本发明的碳纳米纤维纸的制备过程包括分散、过滤、烘烤、辊压。本发明制备过程无需分散剂,不需对碳管和碳纤维进行功能化处理。本发明所制备的碳纳米纤维纸具有比表面积大,导电性好和透气性高的特点,材料可循环利用,无浪费,并且由于其工艺的简单化比较容易实现规模化生产。
【专利说明】一种碳纳米纤维纸及其制备方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及碳纳米材料【技术领域】,尤其涉及一种碳纳米纤维纸及其制备方法。

【背景技术】
[0002]CNTs又称巴基管,属于一种具有特殊结构(径向尺寸为2-20nm级,轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口)的一维量子材料,主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。CNTs按石墨烯片层数可分为单壁CNTs和多壁CNTs。碳纳米管的制备方法主要有三种:1,电弧放电法,可以在石墨材料中加入催化剂填充物,通过电弧放电的方法,反应区温度可达3000-4000°,以此制备碳纳米管;2,激光蒸发法,在惰性气体保护条件下,利用激光的高能量使石墨蒸发从而制备碳纳米管;3,化学气相沉积法,一般都称CVD法,该方法材料来源广泛,条件比较宽松,适合规模化生产。
[0003]碳纳米管拥有极高的长径比结构,具有良好的导电性,力学性能优异,比表面积大,拥有较大的应用前景:专利举例.例如,1997年Nature杂志报道了碳纳米管作储氢材料的研宄,美国专利US2005118091及中国专利CN1398782日本专利JP2001146408都公开了碳纳米管储氢的不同方法;2012年,J.Power Sources杂志报导了将4nm厚的Mn02包覆于实心碳纳米纤维,配合硫酸钠电解质制成了高性能超级电容器;2010年,Nature杂志报导了利用碳纳米管作锂电池阳极将电化学电容和法拉第反应电池结合,获得了高性能的锂电池,中国专利CNlO 1346834公开一种碳纳米管表面包裹纳米级娃颗粒用于锂电池负极;中国专利CN1538543A公开了一种铜修饰碳纳米管用于锂离子电池负极;中国专利CN1161182C公开了一种碳纳米管负载铂催化剂应用于燃料电池的方法;2012年Composites杂志报道了利用碳纳米纤维制成复合纸用于防雷击;中国专利CN1564296A利用粉末冶金工艺制备碳纳米管场发射冷阴极。总而言之,碳纳米纤维在储氢材料、高性能锂电池、超级电容器、燃料电池电极、电磁屏蔽材料、场发射材料上有良好的应用前景。
[0004]碳纳米管的优良性能多表现在微观领域,而一旦扩大到宏观领域,将会使碳纳米管的材料优势产生很大的影响,分散的碳纳米管也很难实现实际的应用。较好解决办法是通过一定的技术手段将碳纳米管制备成有效的宏观材料,同时不失碳纳米管的微观性能。碳纳米纤维纸是可应用性相对较多的一种材料,其制备技术多种多样:基底直接成膜,溶液过滤成膜,丝网印刷成膜,层层组装成膜,电泳法成膜。由于碳纳米管的纳米级尺寸以及特殊的长径结构,其分散十分困难,而且由于碳纳米管的长度范围广泛,在其实际使用中会遇到很多不同情况,如较短长度的碳纳米管对过滤膜的要求相对更高一些。因此碳纳米纤维纸的制备目前一直无法实现大规模生产。同类材料中的碳纤维制备膜材目前已经有规模化的生产,但是其膜材的厚度相对较大,最小的都要几百微米。与之相比,碳纳米纤维纸厚度小并且导电性远远超出碳纤维膜。此外,中国专利CN103015256A公开了一种制备碳纳米纤维纸的方法,但是需要对碳纳米纤维进行预先表面修饰,引入官能团。这样一方面增加成本,另一方面碳纳米分子容易产生极化,使导电性受影响,从而降低碳纳米纤维的性能。目前国内以及国际上都没有合适的批量制备碳纳米纤维纸而不用进行表面预处理的方法。如何做到低成本情况下实现碳纳米纤维纸的规模化生产是长时间以来的一个难题。


【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低、工序少、纯度高、方便转移并且适宜大规模生产的碳纳米纤维纸及其制备方法;碳纳米纤维之间相互交联,彼此缠结,结构相对疏松,因此碳纳米纤维纸比表面积大、导电性好。
[0006]为解决上述技术问题,本发明提供一种碳纳米纤维纸,由碳纳米纤维之间依靠分子范德华力以及碳纳米纤维之间的交联作用相结合而成,所述碳纳米纤维包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、实心碳纳米纤维或活性炭纤维中的一种或几种。
[0007]所述碳纳米纤维纸中添加有粘结剂,所述粘结剂选自丁二烯与苯乙烯的聚合物(SBR)、丙烯晴多元共聚物(LA133)、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、氯化橡胶的一种。
[0008]一种所述碳纳米纤维纸的制备方法,包括分散、均化、过滤、烘烤、压片工序,具体包括:
[0009]A、分散:将所述碳纳米纤维以一定的浓度在醇类溶剂中进行超声分散,所述一定的浓度为碳纳米纤维质量(mg)与醇类溶剂体积(ml)的比例为0.01mg/ml-0.5mg/ml ;
[0010]B、均化:通过高速的搅拌作用使制备的碳纳米纤维分散液达到均匀化;均化可保证成膜过程中碳纳米管分子间的均匀结合,使制备的碳纳米纤维纸表面光滑。因此碳纳米纤维纸在厚度上具有很高的一致性。基底材料的高平整度和碳纳米纤维在过滤过程中的自组装作用,共同促进了碳纳米纤维纸的均匀性。
[0011]C、过滤:将均匀化的碳纳米纤维分散液置于相应的过滤装置中进行过滤;
[0012]D、烘烤:通过烘烤将溶剂成分去除;
[0013]E、压片:调节不同的压力进行辊压。
[0014]优化的,在均化过程中,添加粘结剂增加力学特性,所述粘结剂选自丁二烯与苯乙烯的聚合物(SBR)、丙烯晴多元共聚物(LA133)、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、氯化橡胶中的一种,粘结剂添加前应稀释均匀。
[0015]所述粘结剂的质量与所述碳纳米纤维的质量比为I % — 50 %。
[0016]优选的,所述醇类溶剂为异丙醇、无水乙醇、正丁醇,或者以上三种醇类溶剂中的一种与去离子水中的混合溶剂。
[0017]所述混合溶剂中醇类溶剂与去离子水的体积比不小于1:1。
[0018]所述过滤的状态是真空过滤,其特点是成膜速度快。
[0019]烘烤条件选择常温常压自然挥发,或者常压高温烘烤45-120°C,或者低压快速烘烤,-0.085MPa,40-200°C。碳纳米纤维纸可方便的从基底转移,转移后的碳纳米纤维纸完整性不受影响。
[0020]本发明的原理是:碳纳米纤维在醇类溶剂中,通过超声分散的作用,使碳纳米纤维乃至分子之间在溶液中实现整体的分散状态,之后的均化过程使这种整体分散状态更均匀,之后在过滤过程中碳纳米纤维及分子会形成自组装效果,其结合力主要表现为分子范德华力和长径分子之间的交联作用。
[0021]本发明属非化学工艺类型发明,碳纳米纤维之间的结合主要靠分子范德华力以及长径分子特有的交联作用来获得宏观上的力学特性。制备的碳纳米纤维纸拥有碳纳米纤维的自身性质,且具有明显的疏水性,可用作防水性功能导电膜,同时所制备的碳纳米纤维纸可经高强度辊压获得高的压实密度。
[0022]本发明不使用分散剂,不引入新的官能团,从而充分保证了碳纳米管的自身特性,分子不产生极化,导电性不受影响,PH值呈中性。
[0023]本发明制备的碳纳米纤维纸不引入额外的官能团,具有很高的清洁度,过滤后的碳纳米纤维可做到零流失,溶剂可以反复的循环使用,从而降低了生产成本,为大规模生产提供了有利的条件。

【专利附图】

【附图说明】
[0024]图1为SHM观察下制备的碳纳米纤维纸的电子显微镜图。
[0025]图2为不同厚度的碳纳米纤维纸对应的表面电阻以及方阻均匀性。

【具体实施方式】
[0026]本发明【具体实施方式】制备碳纳米纤维纸,包括以下步骤:
[0027]A,分散,碳纳米纤维在醇类溶剂中有较好的相容性,将碳纳米纤维置于醇类溶剂中,碳纳米纤维的浓度范围为0.01mg/ml-0.5mg/ml。通过超声分散的方式,分散时间从I分钟到I小时均可,使碳纳米纤维达到分子级别的分散。
[0028]醇类溶剂为异丙醇、无水乙醇中的一种或者异丙醇、无水乙醇、正丁醇、去离子水两种或者三种的混合溶剂。醇类溶剂与去离子水的混合体积比不低于1:1。
[0029]超声分散工序的超声功率可控制在30W-600W,超声时间可依据溶液的体积大小设定 l_60mino
[0030]B,均化,通过高速转子的搅拌作用使碳纳米管分散液呈均匀的分布,在该过程可加入粘结剂,粘结剂添加前应稀释均勾。粘结剂选自丁二稀与苯乙稀的聚合物、丙稀晴多元共聚物、醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、氯化橡胶中的一种。粘结剂的质量与所述碳纳米纤维的质量比为1% — 50%。
[0031]C,过滤,采用真空抽滤的方式使碳纳米管过滤到滤膜上。真空抽滤根据抽滤设备的大小选用不同抽气速率范围的真空泵,0.1L/S-20.0L/S。
[0032]D,烘烤,过滤好的碳纳米纤维纸可置于真空烘箱进行烘烤。烘烤条件选择常温常压自然挥发,或者常压高温烘烤45-120°,或者低压快速烘烤,-0.085MPa,40-200°。
[0033]E,压片,使用辊压机可提高碳纳米纤维纸的体密度。碳纳米纤维纸可经辊压机辊压,压实密度可达0.5g/cm3。
[0034]如图1所示的本发明制备碳纳米纤维纸采用SHM观察的电子显微镜图,从图中看出,碳纳米纤维之间相互交联,彼此缠结,结构相对疏松,因此碳纳米纤维的比表面积大、导电性好的特性充分的保留了下来。
[0035]如图2所示,在一张80微米的碳纸上任意选取10个不同位置,方阻在0.8-1 Ω/口之间,表明该纸具有良好的均一性。
[0036]在一张200微米的碳纸上任意选取10个不同位置,方阻在1.9-2Ω/ 口之间,表明该纸具有良好的均一性。
[0037]下面结合附图和实例对本发明制备碳纳米纤维纸的方法进行进一步说明,但不以任何方式对本发明加以限制,根据本发明的教导所做的任何变更或替换,均属于本发明的保护范围。
[0038]实例1:
[0039]将多壁碳纳米管置于异丙醇(IPA,>95 % )溶剂中,碳纳米管溶液浓度0.5mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0040]实例2:
[0041 ] 将单壁碳纳米管置于异丙醇(IPA,>95 % )溶剂中,碳纳米管溶液浓度0.05mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0042]实例3:
[0043]将多壁碳纳米管和实心碳纳米纤维置于异丙醇与去离子水的混合溶剂中(IPA/DIff,体积比1:1),碳纳米管溶液浓度0.05mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,200°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0044]实例4:
[0045]将多壁碳纳米管和单壁碳纳米管置于异丙醇与去离子水的混合溶剂中(IPA/DIW,体积比3:1),碳纳米管溶液浓度0.lmg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,40°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0046]实例5:
[0047]将实心碳纳米纤维置于无水乙醇类溶剂中,溶液浓度0.02mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率100W,40min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0048]实例6:
[0049]将单壁碳纳米管和实心碳纳米纤维置于无水乙醇与去离子水的混合溶剂中(C2H5OH/DIW,体积比3:1),溶液浓度0.3mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率30W,60min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0050]实例7:
[0051]将多壁碳纳米管和活性炭纤维置于异丙醇与去离子水的混合溶剂中(IPA/DIW,体积比3:1),溶液浓度0.lmg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率600W,1min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0052]实例8:
[0053]将单壁碳纳米管和活性炭纤维置于异丙醇与去离子水的混合溶剂中(IPA/DIW,体积比2:1),溶液浓度0.lmg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率600W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0054]实例9:
[0055]将实心碳纳米纤维置于正丁醇类溶剂中,溶液浓度0.3mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0056]实例10:
[0057]将活性炭纤维置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.08mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的丁二烯与苯乙烯的聚合物SBR乳液均匀的倒入(SBR的质量与碳纳米管的质量比为2:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,95°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0058]实例11:
[0059]将实心碳纳米纤维和活性炭纤维置于正丁醇类溶剂中,溶液浓度0.5mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的醋酸乙烯树脂乳液均匀的倒入(醋酸乙烯树脂的质量与碳纳米管的质量比为1:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速1500r/min, 20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,185°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0060]实例12:
[0061]将多壁碳纳米管置于正丁醇类溶剂中,溶液浓度0.09mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的热塑性聚氨酯弹性体橡胶TPU粘结剂均匀的倒入(TPU的质量与碳纳米管的质量比为50:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min, 20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0062]实例13:
[0063]将单壁碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.05mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,30min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的氯化橡胶粘结剂均匀的倒入(氯化橡胶的质量与碳纳米管的质量比为30:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,85°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0064]实例14:
[0065]将实心碳纳米纤维置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.05mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的丙烯晴聚合物(LA133)乳液均匀的倒入(LA133的质量与碳纳米管的质量比为10:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min, 20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,200°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0066]实例15:
[0067]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.15mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的丙烯酸树脂乳液均匀的倒入(丙烯酸树脂的质量与碳纳米管的质量比为40:100),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件-0.085MPA,105°,将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0068]实例16:
[0069]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.25mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,烘干条件常温常压静置,之后将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0070]实例17:
[0071]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.05mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,烘干条件常压,85°,之后将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0072]实例18:
[0073]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.03mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,真空烘干,快速烘干条件-0.085MPA,40°,之后将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0074]实例19:
[0075]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.01mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率2L/S,常压100°烘烤,之后将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0076]实例20:
[0077]将碳纳米管置于异丙醇类溶剂中(IPA),溶液浓度0.5mg/ml,使用超声的方法在该溶剂中将碳纳米管进行分散处理,超声功率300W,45min分散后的溶液经过高速搅拌机的搅拌作用进行均化处理,同时将稀释好的SBR乳液均匀的倒入(SBR的质量与碳纳米管的质量比为3:97),使溶液达到整体的均匀,转子转速2000r/min,20min即可,之后转入过滤装置进行真空抽滤,真空泵抽气速率1L/S,常压45°烘烤,之后将碳纳米纤维纸从基底上转移,可选择性的进行压片,即可制备得到碳纳米纤维纸。
[0078]最后所应说明的是,以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种碳纳米纤维纸,其特征是,由碳纳米纤维之间依靠分子范德华力以及碳纳米纤维之间的交联作用相结合而成,所述碳纳米纤维包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、实心碳纳米纤维或活性炭纤维中的一种或几种。
2.根据权利要求1中所述的碳纳米纤维纸,其特点是:添加有粘结剂,所述粘结剂选自丁二烯与苯乙烯的聚合物(38?、丙烯晴多元共聚物(1^133^醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、氯化橡胶的一种。
3.—种权利要求1所述的碳纳米纤维纸的制备方法,包括分散、均化、过滤、烘烤、压片工序,具体包括: 八、分散:将所述碳纳米纤维以一定的浓度在低分子量醇类溶剂中进行超声分散,所述一定的浓度为碳纳米纤维质量(呢)与醇类溶剂体积(“)的比例为0.011118/1111-0.5呢加1 ; 8、均化:通过高速的搅拌作用使制备的碳纳米纤维分散液达到均匀化; 匕过滤:将均匀化的碳纳米纤维分散液置于相应的过滤装置中进行过滤; 0、烘烤:通过烘烤将溶剂成分去除; 2、压片:调节不同的压力进行辊压。
4.根据权利要求3所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特征是:在所述均化过程中,添加粘结剂,所述粘结剂选自丁 二稀与苯乙稀的聚合物、丙稀晴多元共聚物、醋酸乙稀树脂、丙烯酸树脂、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、氯化橡胶中的一种。
5.根据权利要求4所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特点是:所述粘结剂的质量与所述碳纳米纤维的质量比为1% — 50%。
6.根据权利要求3所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特征是:所述醇类溶剂为异丙醇、无水乙醇中的一种或者异丙醇、无水乙醇、正丁醇、去离子水两种或者三种的混合溶剂。
7.根据权利要求6所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特征是:醇类溶剂与去离子水的混合体积比不低于1:1。
8.根据权利要求3所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特征是:所述过滤的状态是真空过滤,成膜速度快。
9.根据权利要求3所述的碳纳米纤维纸的制备方法,其特征是:烘烤条件选择常温常压自然挥发,或者常压高温45-120 X:烘烤,或者低压烘烤,低压为-0.0851?^烘烤温度为40-200。。。
【文档编号】D21J1/06GK104499354SQ201410798628
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】李贝, 解明 申请人:武汉艾特米克超能新材料科技有限公司
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