Суперконцентрат углеродных нанотрубок и способ его получения

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для изготовления композитных материалов. Углеродные нанотрубки и дисперсионную среду, представляющую собой вещество, имеющее угол смачивания по отношению к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°, смешивают путём механической обработки до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок не более 50 мкм. В качестве дисперсионной среды можно использовать ионную жидкость, эпоксидную, или полиэфирную, или полиакриловую смолу, пластификатор, органический растворитель, масло из ряда минерального, синтетического, биологического происхождения; а также силикон, или силан, или липид, или эфир. Дисперсионную среду можно использовать в виде жидкости, пасты, геля или порошка. Механическую обработку осуществляют в трехвалковой, или в шаровой, или в бисерной, или в планетарной мельнице. Полученный суперконцентрат углеродных нанотрубок, представляющий собой высокоустойчивую дисперсную систему, включающую не менее 2 мас.% углеродных нанотрубок в качестве дисперсной фазы, может быть в виде пластичной пастообразной массы или мелкодисперсного порошка. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил., 13 пр.

 

Изобретение относится к нанодисперсным материалам и может использоваться в химической и других отраслях промышленности для изготовления различных композитных материалов.

Введение углеродных нанотрубок (далее - УНТ) в матрицу сопряжено с такими основными технологическими трудностями, как проблема равномерного распределения УНТ в материале из-за их тенденции к агломерации, а также пылящие свойства порошка УНТ.

Основной подход к решению этих проблем, описанный в литературе, основан на использовании дисперсий УНТ в жидких средах. Как правило, стабильные дисперсии УНТ в жидких - органических или водных средах получают с использованием различных стабилизаторов, таких как, например, поверхностно-активные вещества. Подходы к созданию дисперсии УНТ в органических средах, таких, например, как толуол, тетрагидрофуран, хлороформ и диметилформамид описаны в публикациях [1-4] 1. Т.Р. Chua et al., Effect of surface-functionalized multi-walled carbon nanotubes of the properties of poly(dimethyl siloxane) nanocomposites // Compos. Sci. Technol. 2010, 70, 671-677. 2. J. Hong et al., Effect of dispersion state of carbon nanotube on the thermal conductivity of poly(dimethyl siloxane) composites // Curr. Appl. Phys. 2010, 10, 359-363. 3. R.R. Kohlmeyer et al., Electrical and dielectrical properties of hydroxylated carbon nanotube-elastomer composites // J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 17626-17629. 4. U. Subramanyam et al., PVA networks grafted with PDMS branches // J. Polym. Sci. Part A, 2009, 47, 5272-5277.

Однако большее количество публикаций посвящено водным дисперсиям УНТ [5-7]: 5. V.C. Moore et al., Individually suspended single-walled carbon nanotubes in various surfactants // Nanoletters, 2003, 3, 1379-1382. 6. A.J. Blanch et al., Optimizing surfactant concentrations for dispersion of single-walled carbon nanotubes in aqueous solutions // J. Phys. Chem. B, 2010, 114, 9805-9811. 7. N. Minami et al., Cellulose derivatives as excellent dispersants for single-wall carbon nanotubes as demonstrated by absorption and photoluminescence spectroscopy // Appl. Phys. Lett., 2006, 88, 093123-3. Получена, так же, водная дисперсия с концентрацией УНТ - 0.1 масс. % с додецилсульфатом натрия в качестве стабилизатора [Патент США №7999028 МПК С01 В 31/00, C08K 3/04, B82Y 35/00, B01J 8/16].

Общим недостатком указанных выше дисперсий является низкая концентрация УНТ - порядка 0.01-0.1 масс. %, что делает промышленное применение этих дисперсий экономически невыгодным с точки зрения транспортировки, ввиду малого значения массового соотношения УНТ/растворитель. Более того, низкое значение концентрации УНТ в дисперсии ограничивает концентрацию УНТ в конечном продукте, а технология введения УНТ в конечный продукт, как правило, достаточно сложна из-за необходимости удаления из продукта значительной части растворителя. В этой связи, задача создания высококонцентрированных дисперсий УНТ является особенно актуальной.

Известна водная дисперсия УНТ, полученная с использованием натриевой соли сульфинированного производного нафталина и аэросила в качестве поверхностно-активного вещества и стабилизирующей добавки, соответственно [Патент РФ №2494961, МПК С01 В 31/02]. Однако данная дисперсия имеет достаточно узкий потенциальный диапазон применений и может применяться только в качестве модифицирующей добавки для строительных материалов и не может претендовать на использование в композитных материалах из-за необходимости удаления воды, поверхностно-активного вещества и стабилизирующей добавки из этой дисперсии в процессе приготовления композитных материалов.

Также известна гелеобразная дисперсия с концентрацией УНТ порядка 2 масс. %, полученная механической обработкой УНТ с ионными жидкостями с дальнейшим центрифугированием этой смеси с целью удаления избытка ионной жидкости [Патент США №7531114, МПК B05D 1/12, С01В 31/02, Н01В 1/00, Н01В 1/12]. Эта гелеобразная дисперсия является наиболее близкой к настоящему изобретению и принята за его прототип.

Основным недостатком приведенной гелеобразной дисперсии является относительно низкая концентрация углеродных нанотрубок в ней, что подтверждается отделением избытка ионной жидкости в процессе центрифугирования. Данный факт свидетельствует о непредельном насыщении дисперсии углеродными нанотрубками и наличии потенциала для увеличения их концентрации.

В основе настоящего изобретения лежит задача создания суперконцентрата углеродных нанотрубок, который представлял бы собой высокоустойчивую дисперсную систему с содержанием УНТ не менее 2 масс. %.

Поставленная задача решается тем, что предлагается суперконцентрат углеродных нанотрубок, представляющий собой дисперсную систему, включающую углеродные нанотрубки в качестве дисперсной фазы и дисперсионную среду, причем названная дисперсная система получена смешиванием углеродных нанотрубок и дисперсионной среды, названная дисперсная система содержит не менее 2 масс. % углеродных нанотрубок и получена при механической обработке смеси углеродных нанотрубок и дисперсионной среды до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок в ней не более 50 мкм, при этом дисперсионная среда является веществом, имеющим угол смачивания в отношении к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°.

Также поставленная задача решается тем, что предлагается способ получения суперконцентрата углеродных нанотрубок, представляющего собой дисперсную систему, включающую углеродные нанотрубки в качестве дисперсной фазы и дисперсионную среду; причем, названную дисперсную систему получают смешиванием углеродных нанотрубок и дисперсионной среды, дисперсная система содержит не менее 2 масс. % углеродных нанотрубок и получена при механической обработке смеси углеродных нанотрубок и дисперсионной среды до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок не более 50 мкм, при этом дисперсионная среда представляет собой вещество, имеющее угол смачивания в отношении к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°.

Механическая обработка УНТ осуществляется путем приложения сдвиговых усилий, достаточных для получения максимальных размеров агломератов УНТ порядка 50 мкм. Сдвиговые усилия, достаточные для диспергирования УНТ, могут быть получены с помощью таких инструментов, но не ограничены ими, как трехвалковая, бисерная, шаровая или планетарная мельница.

Для получения суперконцентрата количество УНТ в дисперсной системе может бытьне менее 5, или 10 масс. %, или значительно больше.

Для получения суперконцентрата дисперсионная среда должна представлять собой вещество, имеющее значение угла смачивания в отношении к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°. Такая дисперсионная среда может быть выбрана из ряда, но не ограничена им, таких веществ как ионные жидкости, эпоксидные, полиэфирные, полиакриловые, полифенилсилоксановые или полиуретановые смолы минерального, синтетического или биологического происхождения масел, силиконов, силанов, липидов, эфиров, жирных кислот, а также из ряда композиций веществ, применяемых в качестве пластификаторов, активных разбавителей и деаэраторов, а также в качестве дисперсионной среды могут выступать двух- и многокомпонентные смеси перечисленных веществ. Дисперсионная среда может представлять собой жидкость, или гель, или пасту, или порошок.

Суперконцентрат, приготовленный так, как описано выше, может представлять собой, в зависимости от концентрации УНТ и свойств дисперсионной среды, пастообразную массу или порошок.

Снимок просвечивающей электронной микроскопии суперконцентрата представлен на фиг. 1.

Особенности представленного изобретения будут описаны более подробно с использованием следующих примеров, которые не ограничивают представленное изобретение.

Пример 1

Изготовление суперконцентрата УНТ в ионной жидкости.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 2 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 2 г УНТ Tuball и 98 г ионной жидкости 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторбората. Смесь обработали на трехвалковой мельнице ЕХАКТ 80Е с зазором между валами 13 мкм и 5 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 1 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 10 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 2 масс. %, ионная жидкость 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторборат - 98 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других ионных жидкостей, таких как 1-этил-метилимидазолия тетрафторборат, 1-гексил-3-метилимидазолия тетрафторборат, 1-аллил-3-метилимидазолия хлорид и др.

Пример 2

Изготовление суперконцентрата УНТ в ионной жидкости.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 5 масс. % УНТ Nanocyl NC7000, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 5 г УНТ Nanocyl NC7000 и 95 г ионной жидкости 1-аллил-3-метилимидазолия хлорида. Смесь обработали на трехвалковой мельнице ЕХАКТ 80Е с зазором между валами 40 мкм и 13 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 2,5 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 15 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Nanocyl NC7000 - 5 масс. %, ионная жидкость 1-аллил-3-метилимидазолия хлорид - 95 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других ионных жидкостей, таких как 1-этил-метилимидазолия тетрафторборат, 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторборат, 1-гексил-3-метилимидазолия тетрафторборат и др.

Пример 3

Изготовление суперконцентрата УНТ в ионной жидкости.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 50 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 50 г УНТ Tuball и 50 г ионной жидкости 1-этил-метилимидазолия тетрафторбората. Смесь обработали на шаровой мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой мелкодисперсный порошок черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим:

УНТ Tuball - 50 масс. %, ионная жидкость 1-этил-метилимидазолия тетрафторборат - 50 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других ионных жидкостей, таких как 1-гексил-3-метилимидазолий тетрафторборат, 1-бутил-3-метилимидазолия тетрафторборат, 1-аллил-3-метилимидазолия хлорид и др.

Пример 4

Изготовление суперконцентрата УНТ в алифатической эпоксидной смоле.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 10 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 10 г УНТ Tuball и 90 г диглицидилового эфира 1,4-бутандиола. Смесь обработали на трехвалковой мельнице ЕХАКТ 80Е с зазором между валами 13 мкм и 5 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 1,5 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 10 масс. %, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола - 90 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других алифатических эпоксидных смол, таких как моноглицидиловый эфир н-бутанола, моноглицидиловый эфир 2-этилгексанола, моноглицидиловый эфир алкилфенола, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля и др.

Пример 5

Изготовление суперконцентрата УНТ в алифатической эпоксидной смоле.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 50 масс. % УНТ Kumho K-Nanos 100Р, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 50 г многостенных УНТ Kumho K-Nanos 100Р и 50 г диглицидилового эфира 1,4-бутандиола. Смесь обработали на трехвалковой мельнице ЕХАКТ 80Е с зазором между валами 40 мкм и 13 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 3,5 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Смесь обработали на шаровой мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой мелкодисперсный порошок черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Kumho K-Nanos 100Р - 50 масс. %, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола - 50 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других алифатических эпоксидных смол, таких как моноглицидиловый эфир н-бутанола, моноглицидиловый эфир 2-этилгексанола, моноглицидиловый эфир алкилфенола, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиоксипропиленгликоля и др.

Пример 6

Изготовление суперконцентрата УНТ в пластификаторе.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 20 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 20 г УНТ Tuball и 80 г дибутилфталата. Смесь обработали на шаровой мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим:

УНТ Tuball - 20 масс. %, дибутилфталат - 80 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других пластификаторов, таких как сложные эфиры (диоктилфталат, диметилфталат, дибутилсебацинат, диоктиладипинат, диоктилсебацинат, диизобутилфталат, три(2-этилгексил)фосфат), эфиры фталевой и тримеллитовой кислоты, сложные эфиры ортофосфорной кислоты, а также минеральные и невысыхающие растительные масла, эпоксидированное соевое масло, хлорированные парафины и др.

Пример 7

Изготовление суперконцентрата УНТ в органическом растворителе.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 5 масс. %УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 5 г УНТ Tuball и 95 г монофенилового эфира этиленгликоля. Смесь обработали на планетарной мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 5 масс. %, монофениловый эфир этиленгликоля - 95 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других органических растворителей, таких как дифениловый эфир, бутилцетат, пропиленкарбонат, дибутилфталат, диметилфталат, диметилсульфоксид, о-ксилол и др.

Пример 8

Изготовление суперконцентрата УНТ в органическом растворителе.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 30 масс. % УНТ Kumho K-Nanos 100Р, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 30 г УНТ Kumho K-Nanos 100Р и 70 г о-ксилола. Смесь обработали на шаровой мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную рассыпчатую массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Kumho K-Nanos 100Р - 30 масс. %, о-ксилол - 70 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других органических растворителей, таких как дифениловый эфир, бутилцетат, монофениловый эфира этиленгликоля, дибутилфталат, диметилфталат, диметилсульфоксид и др.

Пример 9

Изготовление суперконцентрата УНТ в растворе ПАВ.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 10 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 10 г УНТ Tuball и 90 г 10%-ного водного раствора додецилбензосульфоната натрия. Смесь обработали на шаровой мельнице. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 10 масс. %, додецилбензосульфонат натрия - 10 масс. %, вода - 80 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других водных растворов ПАВ, таких как водные растворы поливинилпироллидона, карбоксиметилцеллюлозы, алкилбензосульфонтатов и др.

Пример 10

Изготовление суперконцентрата УНТ в жидком неионогенном ПАВ.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 5 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 5 г Tuball и 95 г неионогенного ПАВ коммерческой марки Brij 35. Смесь обработали на трехвалковой мельнице EXAKT 80Е с зазором между валами 13 мкм и 5 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 1,5 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 5 масс. %, неионогенный ПАВ Brij 35-95 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других ПАВ в жидкой форме, таких как полиоксиэтилированные алифатические спирты (аминоспирты, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль) и алкилфенолы, включая коммерческие марки неионогенных ПАВ Triton Х-100, Brij L23, Plurafac LF 403, Lutensol ТО3, ОП-10 и др.

Пример 11

Изготовление суперконцентратов УНТ в жидком неионогенном ПАВ.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 30 масс. % УНТ Nanocyl NC7000, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 30 г УНТ Nanocyl NC7000 и 70 г неионогенного ПАВ Triton X-100. Смесь обработали на шаровой мельнице до получения размера агломератов УНТ менее 50 мкм, определенной с помощью гриндометра типа «Клин». Полученный суперконцентрат представляет собой пластичную рассыпчатую массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Nanocyl NC7000 - 30 масс. %, неионогенный ПАВ Brij 35 - 70 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других ПАВ в жидкой форме, таких как полиоксиэтилированные алифатические спирты (аминоспирты, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль) и алкилфенолы, включая коммерческие марки неионогенных Brij L23, Plurafac LF 403, Lutensol ТО3, ОП-10 и др.

Пример 12

Изготовление суперконцентрата УНТ в жидком силане.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 10 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 10 г УНТ Tuball и 90 г аминопропилтриэтоксисилана. Смесь обработали на трехвалковой мельнице EXAKT 80Е с зазором между валами 40 мкм и 13 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 2 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет максимальный размер агломератов УНТ, равный 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим:

УНТ Tuball - 10 масс. %, аминопропилтриэтоксисилан - 90 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других кремнийорганических соединений, таких как винилтриметоксисилан, метакрилоксипропилтриметоксисилан, силиконовые жидкости и др.

Пример 13

Изготовление суперконцентрата УНТ в жирной кислоте.

Для приготовления суперконцентрата, содержащего 5 масс. % УНТ Tuball, в стеклянном стакане емкостью 500 мл провели смешивание с помощью металлического шпателя 5 г УНТ Tuball и 95 г олеиновой кислоты. Смесь обработали на трехвалковой мельнице ЕХАКТ 80Е с зазором между валами 13 мкм и 5 мкм до выхода значения линейного давления между валами на постоянную величину 1,2 Н/мм2, что свидетельствует о достижении максимальной степени дисперсности для данных условий. Полученный суперконцентрат имеет размер агломератов УНТ менее 50 мкм. Размер агломератов определялся с помощью гриндометра типа «Клин». Суперконцентрат представляет собой пластичную пастообразную массу черного цвета.

В данной дисперсии содержание компонентов было следующим: УНТ Tuball - 5 масс. %, олеиновая кислота - 95 масс. %.

Таким же образом суперконцентрат был получен с использованием других жирных кислот, масел и липидов, таких как масла на основе полициклических ароматических углеводородов, минеральных и синтетических масел, насыщенных и ненасыщенных триглицеридов жирных кислот и др.

1. Суперконцентрат углеродных нанотрубок, представляющий собой дисперсную систему, включающую углеродные нанотрубки в качестве дисперсной фазы и дисперсионную среду, причем названная дисперсная система получена смешиванием углеродных нанотрубок и дисперсионной среды, отличающийся тем, что названная дисперсная система содержит не менее 2 мас.% углеродных нанотрубок и получена при механической обработке смеси углеродных нанотрубок и дисперсионной среды до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок в ней не более 50 мкм, при этом дисперсионная среда является веществом, имеющим угол смачивания по отношению к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°.

2. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсная система содержит не менее 5 мас.% углеродных нанотрубок.

3. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсная система содержит не менее 10 мас.% углеродных нанотрубок.

4. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионной средой является ионная жидкость.

5. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: эпоксидная смола, или полиэфирная смола, или полиакриловая смола.

6. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионная среда является пластификатором.

7. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионная среда является органическим растворителем.

8. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: масло минеральное, или масло синтетическое, или масло биологического происхождения.

9. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: силикон, или силан, или липид, или эфир.

10. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой пластичную пастообразную массу.

11. Суперконцентрат по п. 1, отличающийся тем, что он представляет собой мелкодисперсный порошок.

12. Способ получения суперконцентрата углеродных нанотрубок, представляющего собой дисперсную систему, включающую углеродные нанотрубки в качестве дисперсной фазы и дисперсионную среду; причем дисперсную систему получают смешиванием углеродных нанотрубок и дисперсионной среды, отличающийся тем, что дисперсная система содержит не менее 2 мас.% углеродных нанотрубок и получена при механической обработке смеси углеродных нанотрубок и дисперсионной среды до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок не более 50 мкм, при этом дисперсионная среда представляет собой вещество, имеющее угол смачивания по отношению к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсная система содержит не менее 5 мас.% углеродных нанотрубок.

14. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсная система содержит не менее 10 мас.% углеродных нанотрубок.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда представляет собой ионную жидкость.

16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: эпоксидная смола, или полиэфирная смола, или полиакриловая смола.

17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда представляет собой пластификатор.

18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда представляет собой органический растворитель.

19. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: масло минеральное, или масло синтетическое, или масло биологического происхождения.

20. Способ по п. 12, отличающийся тем, что дисперсионная среда выбрана из ряда: силикон, или силан, или липид, или эфир.

21. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют дисперсионную среду в жидком виде.

22. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют дисперсионную среду в виде пасты или геля.

23. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют дисперсионную среду в виде порошка.

24. Способ по п. 12, отличающийся тем, что механическую обработку смеси углеродных нанотрубок и дисперсионной среды осуществляют в трехвалковой мельнице, или в шаровой мельнице, или в бисерной мельнице, или в планетарной мельнице.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в нефтегазовой и химической промышленности. Способ повышения эффективности абсорбции абсорбционным маслом включает подачу жидкости (11) холодного испарительного барабана (12А) ко входу холодной отпарной колонны (12) для получения потока результирующего пара головного погона холодной отпарной колонны (12), обогащенного сжиженным нефтяным газом, и отдельную подачу жидкости (21) горячего испарительного барабана ко входу (22А) горячей отпарной колонны (22) для получения потока результирующего пара головного погона горячей отпарной колонны (22), обогащенного водородом.

Изобретение относится к катализатору для реакции орто-пара-превращения водорода, способу его приготовления и может найти применение в производстве жидкого криогенного пара-водорода.

Изобретение относится к материалу, включающему в себя восстановленный оксид графена, в котором степень восстановления оксида графена имеет пространственную вариацию, так что материал имеет градиент удельной электропроводности и/или диэлектрической проницаемости.

Изобретение относится к установкам для получения водорода, которые используют, в частности, в автономных энергоисточниках на топливных элементах. Автономная водородная установка включает линию подачи углеводородного сырья и реактор паровоздушного риформинга с линией вывода водородсодержащего газа, также линии ввода нагретых смесей воздуха и углеводородного сырья с водой.

Изобретение относится к способу и системе получения синтез-газа в системе риформинга на основе мембраны переноса кислорода. Способ включает этапы: (I) риформинга в присутствии тепла в реакторе риформинга объединенного сырьевого потока, содержащего углеводородсодержащий сырьевой поток и водяной пар; (II) подачи потока реформированного синтез-газа на реагентную сторону реактивно управляемого, содержащего катализатор, реактор на основе мембраны переноса кислорода; (III) взаимодействия части потока реформированного синтез-газа с кислородом, проникшим по меньшей мере через один мембранный элемент переноса кислорода; (IV) передачи некоторого количества теплоты, выделенной в результате реакции, (I) газу в содержащем катализатор реакторе на основе мембраны переноса кислорода, (II) реактору риформинга при помощи излучения, (III) обедненному кислородом потоку путем конвекции; и (V) риформинг нереформированного газообразного углеводорода.
Изобретение относится к композитному материалу на основе углерода и способу его получения, который может быть использован в ракетно-космической и авиационной отраслях.

Изобретение может быть использовано для получения электродного материала литиевых источников тока. Способ получения композита триоксид ванадия/углерод V2O3/C включает растворение в воде карбоновой кислоты, добавление оксидного соединения ванадия, сушку и последующий отжиг.

Изобретение относится к способу утилизации содержащего углеводороды и/или содержащего диоксид углерода горючего отходящего газа, попутного газа и/или биогаза. Содержащий углеводороды и/или содержащий диоксид углерода горючий отходящий газ, попутный газ и/или биогаз вводится в реакционное пространство, а содержащаяся в горючем отходящем газе, попутном газе и/или биогазе многокомпонентная смесь в высокотемпературной зоне при температурах более чем 1000°С и в присутствии носителя преобразуется в газообразную смесь продуктов, которая более чем на 95 об.% состоит из СО, СО2, Н2, Н2О, СH4 и N2, и при необходимости в углеродсодержащее твердое вещество, которое по меньшей мере на 75 мас.% в пересчете на общую массу углеродсодержащего твердого вещества осаждается на носителе.

Изобретение может быть использовано при очистке топочного газа от диоксида углерода. Газ, полученный при сгорании угля в первой камере сгорания 10, фильтруют и подают во вторую камеру сгорания 15.

Изобретение может быть использовано для регенерации борогидрида натрия, используемого в качестве носителя водорода. Способ производства борогидрида натрия NaBH4 включает введение в реакцию метабората натрия NaBO2 и гранулированного алюминия в водородной атмосфере.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении нанокомпозитов. Навеску анализируемых углеродных наночастиц: нанотрубок, нановолокон, астраленов, наноконусов/дисков, графена, оксида графена, после их поверхностной обработки диспергируют с помощью ультразвукового диспергатора в воде или органическом растворителе, являющемся растворителем для полимера, в который будут вводиться наночастицы.
Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении армирующих добавок для композиционных материалов и функциональных покрытий. Углерод-катализаторный композит измельчают до крупности -44 мкм и репульпируют в воде при соотношении Т : Ж = 1:3 при интенсивном перемешивании со скоростью вращения мешалки 200-1000 об/мин.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано в промышленном производстве наномодифицированных композиционных материалов, в биотехнологии, а также в фотонике.

Изобретение относится к нанотехнологиям и может быть использовано для получения наноуглерода. Способ включает подачу в реакционную камеру, выполненную в виде ствола, периодически закрываемого с одного и открытого с другого конца, со стороны закрываемого конца через систему быстродействующих клапанов и смеситель в проточном режиме чистого или с добавкой кислорода ацетилена, а затем легко детонирующей ацетилен-кислородной смеси, инициирование детонации у закрытого конца камеры и после прохождения детонационной волны образование наноуглерода в результате детонационного разложения ацетилена, при этом в конце цикла получения наноуглерода производят продувку ствола газообразным углеводородом с общей формулой CnH2n+2 или CnH2n, реализуют частотное повторение циклов в автоматическом режиме, а полученный наноуглерод собирают в коллекторе.

Изобретение касается области модифицированных углеродных изделий. Предложено ферромагнитное углеродное тело, содержащее частично графитизированный активированный уголь и металлические частицы ферромагнитного металла, выбранного из группы, состоящей из железа, никеля, кобальта и/или их сплавов и их комбинаций.

Изобретение относится к химии и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении электродов и суперконденсаторов. В проточном реакторе устанавливают температуру обработки в диапазоне (500 – 900) °С, включая указанные значения, обеспечивающую разложение прекурсора углерода и осаждение углерода на равномерно распределённый в прекурсоре темплат, предварительно температурно подготовленный при пропускании потока инертного газа.

Изобретение относится к применению нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов, к полученному в результате этого применения электроду и к литиевому элементу с таким электродом.

Изобретение относится к технологии переработки газового сырья, в частности к способу получения синтез-газа, который может быть в дальнейшем использован для процессов синтеза метанола.

Изобретение относится к способу изготовления содержащей наночастицы маточной смеси в каучуках высокой вязкости с помощью триовальцов. Порошкообразные наночастицы смешивают по меньшей мере с одним полимерным латексом, нагревают до температур от 100°С до 200°С, а после удаления воды диспергируют на триовальцах.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, в частности к устройству для получения новых углеродосодержащих нанокомпозитных материалов на основе полимерных матриц и наноразмерных наполнителей.
Изобретение относится к композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, наполненных нанотрубками, и технологиям их получения, и может использоваться для производства конструкционных материалов с повышенными физико-механическими характеристиками.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для изготовления композитных материалов. Углеродные нанотрубки и дисперсионную среду, представляющую собой вещество, имеющее угол смачивания по отношению к высокоупорядоченному пиролитическому графиту не более 120°, смешивают путём механической обработки до максимального размера агломератов углеродных нанотрубок не более 50 мкм. В качестве дисперсионной среды можно использовать ионную жидкость, эпоксидную, или полиэфирную, или полиакриловую смолу, пластификатор, органический растворитель, масло из ряда минерального, синтетического, биологического происхождения; а также силикон, или силан, или липид, или эфир. Дисперсионную среду можно использовать в виде жидкости, пасты, геля или порошка. Механическую обработку осуществляют в трехвалковой, или в шаровой, или в бисерной, или в планетарной мельнице. Полученный суперконцентрат углеродных нанотрубок, представляющий собой высокоустойчивую дисперсную систему, включающую не менее 2 мас. углеродных нанотрубок в качестве дисперсной фазы, может быть в виде пластичной пастообразной массы или мелкодисперсного порошка. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил., 13 пр.

Наверх