碳纳米管纤维束的粉碎方法及导电浆料与流程

1.本发明涉及碳纳米管纤维束后续处理领域，尤其是涉及一种碳纳米管纤维束的粉碎方法及导电浆料。

背景技术：

2.碳纳米管是一个或者多个石墨面卷曲而成的无缝管状结构，由于这种特殊结构，碳纳米管具有导电性好、强度高和韧性强的优点，被广泛应用于高端数码类电池、新能源汽车动力电池以及塑料制品等领域。

3.碳纳米管纤维是碳纳米管的连续组装体，目前，人们主要通过化学气相沉积法制备碳纳米管纤维，电子显微镜图显示，制备得到的原始碳纳米管纤维十分容易缠结形成网状结构(参照图1)，在宏观上形成杂乱无章的碳纳米管纤维束。碳纳米管纤维束的形状不规则，通常以薄膜状、绳状、带状、块状或可能是这几种状态的混合物的方式存在，使得碳纳米管纤维束的分散性不佳，从而限制了碳纳米管纤维的应用，因此通常需要将碳纳米管纤维束粉碎，以利于碳纳米管纤维分散均匀。

4.碳纳米管纤维束粉碎过程中，由于碳纳米管纤维的柔韧性强、比重轻且具有一定的粘性，碳纳米管纤维在高速摩擦时非常容易团聚、粘连和缠绕。利用粉碎机对碳纳米管纤维束进行粉碎时，碳纳米管纤维束易蓬松化并且易滞留在粉碎机刀片的上部和角落，导致刀片上的碳纳米管纤维粉碎不到位，碳纳米管纤维甚至还容易缠绕在刀片上，导致粉碎机的电机烧坏。

5.为此，人们专门研发了纤维剪切机对原始制备的碳纳米管纤维束进行加工粉碎，但碳纳米管纤维依然容易粘连在刀头和进料机构上，导致纤维剪切机因下料不畅而无法控制碳纳米管纤维束粉碎的粒度，进而导致碳纳米管纤维易出现粉碎不匀的现象，不利于碳纳米管的应用。

技术实现要素：

6.为了使碳纳米管纤维束能够粉碎均匀，本发明提供了一种碳纳米管纤维束的粉碎方法及导电浆料。

7.本技术下面所述的润湿饱和度，是指碳纳米管纤维束吸收润湿液的饱和程度，碳纳米管纤维束未吸收润湿液时，润湿饱和度为0％，碳纳米管纤维束吸收润湿液至完全饱和时，润湿饱和度为100％。

8.一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下：采用润湿液对碳纳米管纤维束进行润湿，直至碳纳米管纤维束的润湿饱和度为50

?

100％，得到增重结构体，接着对增重结构体进行粉碎，得到碳纳米管粉末，其中m：碳纳米管纤维束的质量；a1：碳纳米管纤维束的质量为m时，吸收润湿液至润湿饱和度为100％的总质量；a2：碳纳米管纤维束的质量为m时，吸收一定量润湿液后的总质量。

9.碳纳米管纤维束润湿至的润湿饱和度为50

?

100％，再进行粉碎，碳纳米管纤维束能够达到粉碎均匀效果。主要原因在于：一方面，润湿液能够润湿碳纳米管纤维束，使碳纳米管纤维束单位体积的重量增加，但碳纳米管纤维束的体积在宏观方面不变，从而碳纳米管纤维束单位体积的离心剪切力增大；另一方面，碳纳米纤维束的润湿饱和度为50

?

100％时，粉碎过程中碳纳米管纤维束高速旋转产生的静电明显减少，使得碳纳米管纤维束不易吸附或者缠绕在粉碎机刀片上。综上所述，通过碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50

?

100％，粉碎产生的剪切力直接作用在润湿后的碳纳米管纤维束上，碳纳米管纤维束的粉碎剪切效果提高，使得大块的碳纳米管纤维束易于被剪切为小块，因此碳纳米管纤维束的粒度减小且粉碎均匀程度提高，使得碳纳米管纤维束的分散性提高。

10.另外，通过控制碳纳米管纤维束的润湿饱和度不超过100％,碳纳米管纤维束中润湿液不易因过饱和而滴落，从而减少了粉碎过程中润湿液过多导致粉碎机的电机烧坏的情况发生。

11.优选的，所述润湿液为水、醇类液体、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮中的一种或多种组合。

12.通过水、醇类液体、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮作为碳纳米管纤维束的润湿液，碳纳米管纤维束不但可以较好地被润湿，而且水在100℃可以被干燥除去，醇类液体、丙酮、n

?

甲基吡咯烷酮可以在300℃被干燥除去，从而使得碳纳米管纤维束在粉碎过程中不易增加杂质，进而使得碳纳米管纤维束在粉碎后仍能够保持高纯度。

13.具体的，水可以为自来水，工业用水、去离子水、纯水和蒸馏水中的一种或多种，自来水，工业用水、去离子水、纯水和蒸馏水的纯净度有所区别，但润湿碳纳米管纤维束的效果非常接近，因此，可以根据不同的生产要求选择水的种类。醇类液体为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、异丙醇和正己醇中的一种或多种的组合。所述润湿液的成本较低，易在工业化生产中使用。进一步地，碳纳米管纤维束的润湿方式为喷雾润湿或者浸润润湿。

14.通过将润湿液喷淋至碳纳米管纤维束表面或者将碳纳米管纤维束浸入润湿液中，润湿液可以较好地渗入碳纳米管与碳纳米管之间，有利于碳纳米管更好地吸收润湿液，从而使得碳纳米管纤维束的粉碎效果更佳。

15.优选的，所述碳纳米管纤维束为单壁碳纳米管纤维束、双壁碳纳米管纤维束、和多壁碳纳米管纤维束中的一种或多种的组合或为寡壁碳纳米管纤维束，其中所述寡壁碳纳米管纤维束的碳纳米管层数小于4。

16.单壁碳纳米管由单层石墨烯卷曲而成，双壁碳纳米管由双层石墨烯卷曲而成，寡壁碳纳米管纤维束由层数小于4的碳纳米管纤维束组成，寡壁碳纳米管纤维束可以是单壁碳纳米管纤维束、双壁碳纳米管纤维束以及三层壁碳纳米管纤维束中的任意两种组分或者三种组分的组合。层数小于4的碳纳米管具有极佳的柔韧性，因此由单壁碳纳米管和双壁碳纳米管形成的纤维束以及寡壁碳纳米管纤维束均非常难以粉碎。通过采用上述技术方案，单壁碳纳米管纤维束、双壁碳纳米管纤维束以及寡壁碳纳米管纤维束能够粉碎形成均匀的粉末状，克服了单壁碳纳米管、双壁碳纳米管纤维束以及寡壁碳纳米管纤维束非常难以粉碎的缺陷，具有非常高的应用价值以及工业推广的意义。对于多壁碳纳米管纤维束而言，随着层数的增加，其脆性变大，粉碎难度低于单壁碳纳米管纤维束和双壁碳纳米管纤维束，因此本方法也适用于多壁碳纳米管纤维束。

17.优选的，采用刀片式粉碎机对增重结构体进行间歇粉碎，间隔时间为2

?

5min。进一步地，所述刀片式粉碎机为磨粉机。

18.刀片式粉碎机对增重结构体具有较佳的粉碎效果,通过采用刀片式粉碎机对增重结构体进行间歇粉碎，间歇期间能够较好地让刀片式粉碎机的电机降温，使得电机不易因长时间使用发烫而损坏，从而保证粉碎机长期有效的进行工作。

19.优选的，采用带水冷冷却装置的刀片式粉碎机对增重结构体进行连续粉碎。进一步地，所述带水冷冷却装置的刀片式粉碎机为带水冷冷却装置的磨粉机、流水式粉碎机以及纤维剪切机中的任意一种。

20.连续粉碎时，粉碎机的电机均可以通过带水冷的冷却装置冷却，粉碎机能够连续工作，因此，连续粉碎相较于间歇粉碎具有产能更大的优势，而间歇粉碎相较于连续粉碎具有耗能小、省成本的优势，在实际工作中，可单独采用其中一种或者二者结合使用。

21.优选的，所述碳纳米管粉末的粒度≤50mm。进一步地，所述碳纳米管粉末的粒度为0.1

?

50mm。

22.优选的，所述刀片式粉碎机中刀片的转速为≥1000rpm，所述粉碎时间为≥30s，进一步地，所述刀片式粉碎机中刀片的转速为1000

?

30000rpm，所述粉碎时间为30

?

600s。

23.通过刀片的转速以及粉碎时间的调整，可以调整碳纳米管粉末的粒度，从而根据不同领域的需求选择粒度不同的碳纳米管粉末，进而满足人们在多个领域方面对粒度不同的碳纳米管粉末的需求。

24.更进一步地,所述刀片式粉碎机中刀片的转速为10000

?

20000rpm，所述粉碎时间为50

?

90s，所述碳纳米管粉末的粒度为0.2

?

2mm。

25.通过刀片的转速以及粉碎时间的调整，获得粒度为0.2

?

2mm的碳纳米管粉末，有利于将该粒度的碳纳米管粉末较好的分散于导电浆料中。

26.优选的，所述刀片式粉碎机的刀片为2

?

10片。进一步地，所述刀片式粉碎机的刀片为3

?

5片。

27.通过调整刀片式粉碎机的刀片数量，有利于增重结构体快速剪切粉碎，使得增重结构体粉碎的粒度更小且更加均匀。

28.优选的，所述刀片式粉碎机的内壁或/和刀片材质包括碳钢、钨钢、不锈钢、陶瓷、石英、玛瑙、铂金和钻石中的任意一种。

29.采用上述无铁材质的刀片，在高速粉碎后的碳纳米管纤维束中不易出现ppm级别的铁含量，从而有利于碳纳米管纤维束保持高纯度。

30.一种导电浆料，由以下质量份数的组分制成：由上述粉碎方法制备得到的碳纳米管粉末0.2

?

1份、分散剂0.4

?

0.6份和溶剂90

?

92份。

31.一种导电浆料的制备方法为：将溶剂、分散剂和上述碳纳米管粉末混合，超声30

?

120min，得到导电浆料。

32.优选的，所述溶剂为水，所述分散剂为羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者两种的组合。

33.通过采用上述技术方案得到水性的导电浆料，可以用作锂离子电池的负极导电浆料使用。

34.优选的，所述溶剂为n

?

甲基吡咯烷酮，所述分散剂为聚偏二氟乙烯和聚乙烯吡咯

烷酮中的一种或者两种的组合。

35.通过采用上述技术方案得到油性导电浆料，可以作为锂电池的正极导电浆料使用。

36.综上所述，本技术具有以下有益效果：

37.1、碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50

?

100％时，单位体积的碳纳米管纤维束重量增加且高速旋转时产生的静电减少，使得碳纳米管纤维束能够粉碎并得到粒径均匀的碳纳米管粉末。

38.2、润湿液为水、醇类液体、丙酮和n

?

甲基吡咯烷酮等常见溶液，易在工业化生产中使用，且能较好地渗入碳纳米管与碳纳米管之间，有利于提高碳纳米管纤维束的润湿效果，从而有利于提高碳纳米管纤维束的粉碎效果。

39.3、通过对刀片式粉碎机的转速以及粉碎时间进行调整，得到既定所需长度的碳纳米管粉末，从而满足人们对于不同粒度的碳纳米管粉末的需求。

附图说明

40.图1是制备得到的原始寡壁碳纳米管纤维束的扫描电子显微镜图。

41.图2是制备得到的原始寡壁碳纳米管纤维束的透射电子显微镜图。

42.图3是实施例1中增重结构体在粉碎前(左图)、后(右图)的宏观体光学对比照片。

43.图4是实施例4中增重结构体粉碎后的宏观体光学照片。

44.图5是对比例1寡壁碳纳米管纤维束在粉碎前(左图)、后(右图)的宏观体光学对比照片。

45.图6是对比例6中压片机对碳纳米管纤维束压缩后，碳纳米管纤维束粉碎前(左图)、后(右图)的宏观体光学照片。

46.图7是采用激光粒度仪对应用例1的导电浆料测试得到的粒度分布图。

47.图8是采用激光粒度仪对应用对比例1的导电浆料测试得到的粒度分布图。

具体实施方式

48.以下实施例以及对比例中，寡壁碳纳米管纤维束的结构形态参照图1和图2。

49.润湿饱和度的计算方法：取质量为m的干燥碳纳米管纤维束，将碳纳米管纤维束浸泡于润湿液中，隔几分钟取出，时间根据实际情况可以调整，一般为5min，待无液滴滴落，记录碳纳米管纤维束的质量m1，再将碳纳米管纤维束浸泡与润湿液中，重复n次浸泡取出无液滴滴落后称重，直至相邻两次碳纳米管纤维束的质量差m

n

?

m

n

?1小于0.1g，记录为a1，此时碳纳米管纤维束的润湿饱和度为100％。

50.再取质量为m干燥碳纳米管纤维束，朝向碳纳米管纤维束喷洒一定量的润湿液，称量并记录增重后碳纳米管纤维束质量为a2。碳纳米管纤维束的润湿饱和度计算方式如下：

51.以下各实施例以及对比例2的a1、a2以及润湿饱和度详见表1。

52.表1

[0053][0054][0055]

实施例1

[0056]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50.34％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为碳钢、刀片材质为不锈钢的四刀片磨粉机中，刀片转速为10000rpm，间隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末(粉碎前后结构形态参照图3)，取出部分作为样品标记为cnt1。

[0057]

实施例2

[0058]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为85.71％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为碳钢、刀片材质为不锈钢的四刀片磨粉机中，刀片转速为10000rpm，间隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt2。

[0059]

实施例3

[0060]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束浸入纯水中，直至寡壁碳纳米管纤维束完全润湿，取出并确保无液体滴落，得到润湿饱和度为100％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为钨钢、刀片材质为不锈钢的四刀片磨粉机中，刀片转速为10000rpm，间隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt3。

[0061]

实施例4

[0062]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，将无水乙醇均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50％的增重结构体，接着将增重

结构体投入内壁为钨钢、刀片材质为石英的四刀片磨粉机中，刀片转速为30000rpm，间隔粉碎20次，每次粉碎30s，每次间隔时间为5min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt4(粉碎前后结构形态参照图4)。

[0063]

实施例5

[0064]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，将丙酮均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为碳钢、刀片材质为不锈钢的四刀片磨粉机中，刀片转速为20000rpm，间隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt5。

[0065]

实施例6

[0066]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，将n

?

甲基吡咯烷酮均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50.25％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为碳钢、刀片材质为不锈钢的四刀片磨粉机中，刀片转速为1000rpm，粉碎30s，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt6。

[0067]

实施例7

[0068]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g双壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在双壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50.62％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为钨钢、刀片材质为石英的四刀片磨粉机中，刀片转速为10000rpm，间隔粉碎2次，每次粉碎35s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt7。

[0069]

实施例8

[0070]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g单壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在单壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为50.23％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为钨钢、刀片材质为石英的四刀片磨粉机中，刀片转速为10000rpm，间隔粉碎3次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt8。

[0071]

实施例9

[0072]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g多壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在多壁碳纳米管纤维束的表面，得到润湿饱和度为57.67％的增重结构体，接着将增重结构体投入内壁为钨钢、刀片材质为石英的四刀片磨粉机中，刀片转速为20000rpm，间隔粉碎2次，每次粉碎25s，每次间隔时间为2min，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt9。

[0073]

实施例10

[0074]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取100g寡壁碳纳米管纤维束，将纯水均匀喷洒在寡壁碳纳米管纤维束表面，得到润湿饱和度为50.6％的增重结构体，将增重结构体放在连续式进料的连续气流粉碎机中，刀片转速为10000rpm，连续粉碎，得到碳纳米管粉末，取出部分作为样品标记为cnt10。

[0075]

对比例1

[0076]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，直接放在四叶

磨粉机中，转速为10000rpm，间隔三次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到对比样品1。取出部分对比样品1标记为cnt11。

[0077]

对比例2

[0078]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，与实施例1的区别在于：增重结构体的润湿饱和度为47.48％。相同方法粉碎结束后得到对比样品2，取出部分对比样品2标记为cnt12。

[0079]

对比例3

[0080]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g单壁碳纳米管纤维束直接放在四叶磨粉机中，转速为10000rpm，间隔三次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到对比样品3。取出部分对比样品3标记为cnt13。

[0081]

对比例4

[0082]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取100g寡壁碳纳米管纤维束，直接放纤维剪切机中,剪切一段时间后就出现了黏连刀头和进给机构的情况，粉碎终止，得到对比样品4，取出部分对比样品4标记为cnt14。

[0083]

对比例5

[0084]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束、4g聚乙烯吡咯烷酮和900g水形成分散溶液，直接放在液体搅拌磨中，转速为10000rpm，连续粉碎20min，用滤布过滤，得到对比样品5，取出部分对比样品5标记为cnt15。

[0085]

对比例6

[0086]

一种碳纳米管纤维束的粉碎方法如下，取10g寡壁碳纳米管纤维束，利用压片机将寡壁碳纳米管纤维束压片后放在四叶磨粉机中，转速为10000rpm，间隔粉碎三次，每次粉碎30s，每次间隔时间为2min，得到对比样品6，取出部分对比样品6标记为cnt16。

[0087]

实验1

[0088]

粒度测试：根据cnt1

?

16的目标粒度选择对应孔径的筛网，并记录筛下产物的通过率。通过率的计算方式如下：

[0089][0090]

实验2

[0091]

判断cnt1

?

16是否粉碎均匀：通过眼睛观察粉碎后碳纳米管粉末的状态判断碳纳米管的是否粉碎均匀。

[0092]

各实施例以及对比例的部分参数以及实验1

?

2的测试结果详见表2。

[0093]

表2

[0094][0095][0096]

由表2中实施例1

?

10的数据可以看出，当碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50％左右，再进行粉碎，能够得到粉碎均匀的碳纳米管粉末，这说明本技术实施例1

?

10中的粉碎方法能够有效提高原始碳纳米管纤维束的粉碎效果，使得原始碳纳米管纤维束粉碎后粒度减少且粉碎均匀程度较高。

[0097]

由表2中实施例1

?

3和对比例1

?

2的数据结合图5的对比照片可得，实施例1

?

3中对原始寡壁碳纳米管纤维束润湿直至润湿饱和度为50.34％、85.71％、100％，再进行粉碎，得到粉碎均匀的碳纳米管粉末；对比例1中原始寡壁碳纳米管纤维束不做任何处理直接进行粉碎，粉碎结束后，碳纳米管纤维束仍以条状、带状的状态存在，难以得到粉碎均匀的碳纳米管粉末；对比例2中原始寡壁碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为47.48％，但是原始寡壁碳纳米管纤维束在经过相同方法粉碎后得到不均匀长丝，也难以得到粉碎均匀的碳纳米管粉末，证明采用润湿液对碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度至少为50％时，碳纳米管纤维束单位体积内的离心剪切力较佳，同时还获得较佳的抗静电的效果，减少了碳纳米管纤维束粉碎过程中因静电吸附或者缠绕在刀片上的情况，因此，碳纳米管纤维束粉碎后能够得到均匀的碳纳米管粉末。

[0098]

根据表2中实施例8与对比例3的数据对比可得，通过对单壁碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50.23％，使得单壁碳纳米管纤维束粉碎后得到粒径较为均匀的碳纳米管粉末，而未经过润湿的单壁碳纳米管纤维束同样难以粉碎均匀。

[0099]

根据表2中实施例10与对比例4的数据对比可得，实施例10对寡壁碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50％,再进行连续粉碎处理，得到连续粉碎均匀的粉末，对比例4对寡壁碳纳米管纤维束不润湿直接进行连续粉碎，得到不均匀的长丝，证明在连续粉碎处理过程中，同样需要对碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50％后再粉碎，才能够在连续粉碎后中得到粉碎均匀的碳纳米管粉末，否则剪切过程中，碳纳米管纤维束容易黏连刀头和进给机构，而使得粉碎终止。

[0100]

根据表2中实施例1与对比例5的数据对比可得，实施例1中，碳纳米管纤维束以固相状态进行粉碎，得到粉碎均匀的碳纳米管粉末，对比例5的碳纳米管纤维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，以分散液的状态进行粉碎，粉碎结束后得到不均匀长丝，证明碳纳米管纤维束以固相状态粉碎的效果比分散液状态粉碎效果要好，只有在固相状态粉碎才能够得到粉碎均匀的碳纳米管粉末。

[0101]

结合表1以及图2、图6，实施例1中对原始制备的寡壁碳纳米管纤维束润湿至润湿饱和度为50.34％再进行粉碎，粉碎后得到均分粉末，对比例6的碳纳米管纤维束经过压片后再粉碎，粉碎后得到不均匀长丝，证明碳纳米管纤维束经过压缩致密化再进行高速剪切粉碎处理，压缩致密结构同样要经过蓬松疏松化过程，再经过剪切粉碎，和未经压缩致密的原始碳管状态区别不大，所以最终也无法达到好的粉碎效果。

[0102]

应用例1

[0103]

一种导电浆料，由10g实施1制备的碳纳米管粉末、6g羧甲基纤维素和900g水组成。其制备方法如下：将10g实施1制备的碳纳米管粉末、6g羧甲基纤维素和900g水混合，超声分散120min，得到水性的导电浆料。

[0104]

应用例2

[0105]

一种导电浆料，由2g实施例1制备的碳纳米管粉末、4g聚乙烯吡咯烷酮和920gn

?

甲基吡咯烷酮组成。其制备方法如下：将2g实施1制备的碳纳米管粉末、4g羧甲基纤维素和920gn

?

甲基吡咯烷酮混合，超声分散30min，得到油性的导电浆料。

[0106]

应用对比例1

[0107]

一种对比导电浆料，与应用例1的区别在于：采用对比例1制备的标记为cnt10的碳

纳米管粉末等量替代实施例1制备的碳纳米管粉末。

[0108]

实验3

[0109]

采用型号为mastersizer 2000的激光粒度仪对应用例1以及应用对比例1中导电浆料的粒度分布进行测试。测试结果见图7和图8。

[0110]

应用例1与应用对比例1中，制备导电浆料的区别在于，碳纳米管粉末来源不同：应用例1采用实施例1粉碎得到的碳纳米管粉末，应用对比例1采用对比例1粉碎得到的对比样品1，但其余的原料以及制备方法相同，也就是说实施例1的碳纳米管粉末和对比例1的对比样品1采用相同的方法处理得到导电浆料，图7为应用例1导电浆料中的碳纳米管粉末粒度分布图，图8为应用对比例例1导电浆料中的对比样品1的粒度分布图，由于应用例1和应用对比例1中超声处理的方法相同，因此可以将超声处理对于碳纳米管粉末粒度降低的影响抵消，将图7可以视为实施例1粉碎得到的碳纳米管粉末的粒度分布图，图8可以视为对比例1粉碎得到的对比样品1的粒度分布图。

[0111]

图7显示，应用例1的导电浆料中碳纳米管粉末的粒度分布图中仅有一个波峰，根据图7中“size range”可以得知，导电浆料中碳纳米管粉末的粒度在0.02

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2000um之间，平均粒度d(50)为0.093um，实施例1粉碎得到的碳纳米管粉末粒度的跨度小，证明实施例1粉碎后的碳纳米管粉末的粒度分布均匀，且超声粉碎后，碳纳米管粉末的粒度降低，这是因为在超声作用下，碳纳米管纤维的粒度进一步减小。图8显示，应用对比例的导电浆料中碳纳米管粉碎的粒度分布图中有4

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5个波峰，且碳纳米管粉末粒度的跨度大，证明对比例1粉碎后的对比样品1的粒度分布不均匀，因此，从图7和图8的粒度分布图也能够说明本技术中实施例1的原始碳纳米管纤维束能够达到粉碎均匀的效果，其粉碎效果明显优异于较对比例1中原始碳纳米管纤维束的粉碎效果。

[0112]

本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。技术特征：

1.一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：采用润湿液对碳纳米管纤维束进行润湿，直至碳纳米管纤维束的润湿饱和度为50

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100%，得到增重结构体，接着对增重结构体进行粉碎，得到碳纳米管粉末，其中；m：碳纳米管纤维束的质量；a1：碳纳米管纤维束的质量为m时，吸收润湿液至润湿饱和度为100%的总质量；a2：碳纳米管纤维束的质量为m时，吸收一定量润湿液后的总质量。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述润湿液为水、丙酮、n

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甲基吡咯烷酮以及醇类液体中的一种或多种的组合。3.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述碳纳米管纤维束的润湿方式为喷雾润湿或者浸润润湿。4.根据权利要求1所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述碳纳米管纤维束为单壁碳纳米管纤维束、双壁碳纳米管纤维束、和多壁碳纳米管纤维束中的一种或多种的组合或为寡壁碳纳米管纤维束，其中所述寡壁碳纳米管纤维束的碳纳米管层数小于4。5.根据权利要求1

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4任一所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：粉碎方式采用间歇粉碎和/或连续粉碎；所述间歇粉碎采用刀片式粉碎机，所述间歇时间为2

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5min；所述连续粉碎采用带水冷冷却装置的刀片式粉碎机。6.根据权利要求5所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述碳纳米管粉末的粒度为0.1

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50mm。7.根据权利要求6所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎机中刀片的转速≥1000rpm，所述粉碎时间≥10s。8.根据权利要求5所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎机的刀片为2

?

10片。9.根据权利要求5所述的一种碳纳米管纤维束的粉碎方法，其特征在于：所述刀片式粉碎机的内壁或/和刀片材质包括碳钢、钨钢、不锈钢、陶瓷、石英、玛瑙、铂金和钻石中的任意一种。10.一种导电浆料，其特征在于：由以下质量份数的组分制成：权利要求1

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9任一所述粉碎方法得到的碳纳米管粉末0.2

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1份、分散剂0.4

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0.6份和溶剂90

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92份。

技术总结

本发明公开了一种碳纳米管纤维束的粉碎方法及导电浆料，一种碳纳米管纤维束的粉碎方法,采用润湿液对碳纳米管纤维束进行润湿，直至碳纳米管纤维束的润湿饱和度为50

技术研发人员：徐壮 谢宝东 韩少秋 张美杰 郑涛

受保护的技术使用者：江苏天奈科技股份有限公司

技术研发日：2021.07.31

技术公布日：2021/11/4