[实用新型]一种制备碳纳米管复合材料的装置

说明书

本实用新型公开了一种制备碳纳米管复合材料的装置，所述装置包括混料装置、反应腔和收集装置，通过在混料装置与反应腔相连的部位设置环形罩体，实现反应的均匀性及连续性，在反应腔内壁上设有多个喷气嘴，避免碳纳米管附着在反应腔的内壁上，提高碳纳米管的生长效率，其中，收集装置包含既能调节压力又能浸润碳纳米管的施压装置，使高分子基体在碳纳米管与管束之间均匀包裹，并形成致密的碳纳米管复合材料，简化制备碳纳米管复合材料的生产步骤及生产装置或设备。

技术领域

本实用新型属于纳米材料制备装置领域，具体涉及纳米复合材料制备装置。

背景技术

纳米材料作为新兴的材料贵族一直作为各国科学家的重点研究对象，而碳纳米管作为纳米材料中的超级王者，由于其独特的几何结构与电子能带结构带来了诸多优异的性能如强度高，比表面大，热传导率高，载流子迁移率高等，这些优异的性能使得碳纳米管在众多领域存在着巨大的应用前景和潜力。

聚合物材料具有密度小、耐腐蚀、易加工、韧性好、耐磨等优良特性，但强度、刚度不够，耐热性差，尺寸稳定性不好、易老化。而碳纳米管机械性能良好，热稳定性高，化学稳定性高。二者复合后加工简便，效果明显，可以用来制造不同于常规高分子聚合物的增强材料、导电材料、信息材料、隐身材料、生物医用材料等，在复合材料制造领域中具有十分广阔的应用前景。

对于碳纳米管复合材料而言，通常将碳纳米管设置于高分子基体中。

现有技术中，碳纳米管的生产制造过程中存在着诸多的问题。例如，传统装置在制备碳纳米管和出料时，碳纳米管会附着在反应腔和出料管内壁；又如，传统装置通过对碳纳米管预处理实现分散的表面处理，导致碳纳米管生长不连续且生长效率低。

目前制备碳纳米管复合材料的方法存在的缺陷主要包括：将碳纳米管分散至高分子基过程中常用到强酸、强碱或表面活性剂，在一定程度上会对原本完整的碳纳米管结构和长度造成破坏，且表面活性剂会残留在碳纳米管复合材料中难以去除，因此得到的碳纳米管复合材料的机械性能和柔韧性不理想。此外，还存在制备设备复杂、成本高、碳纳米管在基体中的取向和均匀分散性差等技术问题，严重限制了碳纳米管复合材料的制备及其应用。

鉴于上述原因，亟需对现有的碳纳米管复合材料制备装置进一步改进，实现碳纳米管复合材料的高效制备。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人对碳纳米管装置进行了锐意研究，探究出一种制备碳纳米管复合材料的装置，所述装置包括混料装置、反应腔和收集装置，通过在混料装置与反应腔相连的部位设置环形罩体，实现反应的均匀性及连续性，在反应腔内壁上设有多个喷气嘴，避免碳纳米管附着在反应腔的内壁上，提高碳纳米管的生长效率，收集装置包含既能调节压力又能浸润碳纳米管的施压装置，使高分子基体在碳纳米管与管束之间均匀包裹，并形成致密的碳纳米管复合材料，简化制备碳纳米管复合材料的生产步骤及生产装置或设备，从而完成了本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种制备碳纳米管复合材料的装置，所述装置包括混料装置、反应腔和收集装置，反应腔一端连接混料装置，另一端连接收集装置；

所述混料装置与反应腔连接部位设有环形罩体；

所述反应腔内壁上设有喷气嘴；

所述收集装置包括收集室，收集室包含有施压装置，施压装置与收集室的顶部或侧壁活动连接。

其中，所述混料装置包括雾化室，雾化室一端连接超声雾化室，一端与反应腔连接，雾化室的侧壁上端还连接载气口，侧壁下端连接加料口。

其中，喷气嘴的出气口方向倾斜1～25°，倾斜方向顺延碳纳米管沉积方向。

其中，喷气嘴的入口与加气腔相连，加气腔表面设有加气口。

其中，反应腔还设有加热装置，提供碳源气体裂解所需的温度，所述加热装置为管道加热器。