[发明专利]一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳纳米管的技术领域，具体为一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法。 

背景技术

碳纳米管是一种纳米材料，由于存在强大的分子间范德华力，极易团聚，影响其在水性溶液中的分散。

目前，碳纳米管在水中的分散技术主要有以下几种情况：1）将碳纳米管在加入减水剂的情况下进行超声分散，这种技术的优点是工艺简单，但是分散效果不佳。2）将碳纳米管在加入十二烷基磺酸钠等分散剂的情况下进行超声分散，这种技术的优点也是工艺简单，但是存在引入较多气泡且分散效果和稳定性较差等缺点。3）将碳纳米管在浓酸下浸泡或水热反应，然后用碱进行中和、水洗等工艺进行预处理，预处理后的碳纳米管再加入分散剂进行超声分散，申请号为2011104366206的专利文献公开了一种高浓度碳纳米管水分散体及其制备方法，其制备方法为碳纳米管在浓无机酸种室温浸泡至少10小时，然后超声波振荡至少2小时，最后用氢氧化钠溶液中和至pH小于等于6，分离、洗涤至中性后干燥得到预处理碳纳米管。将预处理碳纳米管分散在含有分散剂的去离子水种并超声波振荡至少半小时便得到高浓度碳纳米管水分散体，可稳定存放至少一年时间。该方法的优点是分散性和稳定性较好，但酸处理后的碳纳米管受到一定程度的损伤，影响其使用效果，且工艺复杂，还会产生废水、废酸等污染物。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法。不采用浓酸对碳纳米管进行预处理，不会对碳纳米管造成化学损伤，不产生任何的废水、废酸等污染物，工艺简单，在水中的分散性好、稳定度高，且引入气泡不明显，解决了现有分散技术会对碳纳米管造成损伤、产生废水、废酸等污染物、分散性和稳定度差等问题。

本发明的技术方案为：

一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法，步骤如下：

a.将0.1-0.5重量份的聚羧酸减水剂加入20-100重量份的水中，机械搅拌1-3min，加入1-2重量份的分散剂，磁力搅拌1-2min，待分散均匀后，加入1重量份碳纳米管，继续磁力搅拌1-2min,得到含有碳纳米管的分散液；

b.将含有碳纳米管的分散液用超声波分散方法分散30-120min，得到高分散性的稳定碳纳米管水性分散体。

所述的聚羧酸减水剂为0.3重量份。

所述的分散剂为聚乙烯或甲基吡咯烷酮。

所述的制备方法在常温条件下进行。

一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法，在常温条件下进行，步骤如下：

a.将0.1-0.5重量份的聚羧酸减水剂加入20-100重量份的水中，机械搅拌1-3min，加入1-2重量份的聚乙烯或甲基吡咯烷酮，磁力搅拌1-2min，待分散均匀后，加入1重量份碳纳米管，继续磁力搅拌1-2min,得到含有碳纳米管的分散液；

b.将含有碳纳米管的分散液用超声波分散方法分散30-120min，得到高分散性的稳定碳纳米管水性分散体。

一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法，步骤如下： 

a.将1-2重量份的分散剂加入20-100重量份的水中，磁力搅拌1-2min，待分散均匀后，将1重量份碳纳米管加入分散液中，继续磁力搅拌1-2min；

b.将含有碳纳米管的分散液用超声波分散方法分散30-120min，便可得到高分散性的碳纳米管水性分散体。

所述的分散剂聚为乙烯或甲基吡咯烷酮。

所述的制备方法在常温条件下进行。

一种稳定碳纳米管水性分散体的制备方法，在常温条件下进行，步骤如下： 

a.将1-2重量份的乙烯或甲基吡咯烷酮加入20-100重量份的水中，磁力搅拌1-2min，待分散均匀后，将1重量份碳纳米管加入分散液中，继续磁力搅拌1-2min；

b.将含有碳纳米管的分散液用超声波分散方法分散30-120min，便可得到高分散性的碳纳米管水性分散体。

本发明的有益效果为： 

1、不需采用浓酸等溶液进行预处理，避免了浓酸对碳纳米管结构造成的损伤，同时不会产生废水、废酸等二次污染物，而且整个制备方法简化了操作程序。

2、该分散技术引入的气泡较少。

3、水性分散液的碳纳米管浓度较高，可高达2-5%，碳纳米管在水溶液中的分散性较好，分散度可达95%以上，碳纳米管水性分散液的稳定性好，可稳定存储2年以上。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。