一种浆料及其制备方法、设备技术

本申请提供一种浆料及其制备方法、设备，属于炭黑分散技术领域。浆料，其包括炭黑、分散剂和溶剂，浆料中炭黑的压缩吸油值下降率≤6.67％。本申请先将炭黑分散得到浆料，浆料相较于单独的炭黑在应用时具有较好的分散性，减少应用难度，并且先将炭黑制成浆料有利于炭黑构筑导电导热网络。同时，本申请的浆料中炭黑的一次结构体被破坏率较低，浆料应用后具有较高的导电性、导热性和吸附效率，且可以降低应用添加量。用添加量。用添加量。

【技术实现步骤摘要】
一种浆料及其制备方法、设备


[0001]本申请涉及炭黑分散
，具体而言，涉及一种浆料及其制备方法、设备。

技术介绍

[0002]炭黑能够作为优质的导电添加剂在各类橡胶、塑料、干电池、铅酸电池、微波吸收和二次锂电等行业中得到普遍的应用。虽然其添加比例不高(1％～10％)，但在应用中能够起到很关键的导电、导热和功能性溶剂(电解液吸附性能)吸附作用。
[0003]具有高比表面积(BET)的炭黑既具有较高的导电性、导热性和吸附效率，且其添加比例较低。
[0004]但是，具有高比表面积(BET)的炭黑的分散性较差。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种浆料及其制备方法、设备，其具有较好的分散性，且炭黑的一次结构体的被破坏率较低。
[0006]本申请的实施例是这样实现的：
[0007]在第一方面，本申请示例提供了一种浆料，浆料包括炭黑、分散剂和溶剂，浆料中炭黑的压缩吸油值(CDBP)下降率≤6.67％。
[0008]在上述技术方案中，本申请先将炭黑分散得到浆料，浆料相较于单独的炭黑在应用时具有较好的分散性，减少应用难度，并且先将炭黑制成浆料有利于炭黑构筑导电导热网络。同时，本申请的浆料中炭黑的一次结构体被破坏率较低，浆料应用后具有较高的导电性、导热性和吸附效率，且可以降低应用添加量。
[0009]结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，浆料中炭黑的比表面积变化率≤5％。
[0010]结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，浆料的D50为0.3μm～0.7μm。
[0011]结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，浆料在剪切应力3Pa以下，储能模量G
’
大于损耗模量G”。
[0012]在上述示例中，表明浆料在静置状态下具有较高的稳定性。
[0013]结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，浆料在10s
‑1的固定剪切速率和浆料粘度范围为500mpa.s～3000mpa.s的条件下，
‑
5℃～50℃内的浆料粘度变化率≤30％。
[0014]在上述示例中，表明浆料在
‑
5℃～50℃的粘度变化小，即浆料的粘度不会基本不会影响到其应用。
[0015]结合第一方面，在本申请的第一方面的第五种可能的示例中，上述浆料包括10wt％～30wt％炭黑，分散剂的用量为炭黑的4wt％～8wt％。
[0016]可选地，分散剂为树脂，树脂的粘均分子量≥100万，分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮。
[0017]可选地，溶剂包括水或N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0018]在上述示例中，本申请的浆料中的分散剂的用量较低。
[0019]本申请以粘均分子量超过100万的树脂作为分散剂能够提高浆料在室温下的稳定性，即浆料在室温下长时间储存不会产生沉淀。
[0020]结合第一方面，在本申请的第一方面的第六种可能的示例中，上述浆料中总磁性物质含量＜1000ppb。
[0021]结合第一方面，在本申请的第一方面的第七种可能的示例中，上述浆料中的Fe≤10ppm，Ni≤5ppm。
[0022]在第二方面，本申请示例提供了上述浆料的制备方法，其包括：将初品浆料依次经超声分散和均质分散制得浆料，初品浆料由分散剂、溶剂和炭黑混合制得。
[0023]在上述技术方案中，超声分散能够在较短的时间内使得物料的流动性提高，均质分散能够进一步细化浆料，且超声分散和均质分散均对炭黑的一次结构体的破坏率较低，使得浆料具有较好的分散性的同时，浆料应用后具有较高的导电性、导热性和吸附效率，且可以降低应用添加量。
[0024]结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的示例中，超声分散的功率为5kW～20kW。
[0025]可选地，超声分散的频率为15kHz～30kHz。
[0026]结合第二方面，在本申请的第二方面的第二种可能的示例中，初品浆料的制备方法包括：
[0027]先将分散剂和部分溶剂混合使分散剂溶胀制得第一混合物，再将第一混合物、炭黑和余下的溶剂混合制得初品浆料。
[0028]可选地，将分散剂和部分溶剂混合前，先将溶剂加热至50℃～70℃，待溶剂的温度达到目标温度后，再加入分散剂，并在搅拌状态下溶胀6h～8h。
[0029]可选地，分散剂按照25％～35％的固含量投料。
[0030]可选地，溶胀过程中的搅拌速率为30r/min～60r/min。
[0031]可选地，溶胀过程在真空条件下进行。
[0032]可选地，在制得第一混合物后，先将第一混合物和余下的溶剂混合并搅拌5min～20min后制得第二混合物，再将第二混合物和炭黑混合，并进行20min～40min的乳化，制得初品浆料。
[0033]在上述示例中，先将分散剂和部分溶剂混合能够使得分散剂实现较好的溶胀，降低分散剂对浆料的粘度的影响。再将其他原料加入以获得初品浆料。
[0034]粘均分子量超过100万的分散剂较难在溶剂中溶胀，先将溶剂加热至目标温度，有利于分散剂溶胀。
[0035]分步投料可以避免物料无法充分浸润，避免或减少形成大块凝胶体。
[0036]结合第二方面，在本申请的第二方面的第三种可能的示例中，在制得浆料后，对浆料进行除杂处理。
[0037]在上述示例中，除杂能够除去浆料中的大部分杂质，使浆料中的总磁性物质和金属元素基本除去。
[0038]在第三方面，本申请示例提供了一种用于实施上述的浆料的制备方法的设备，其
包括：第一混料组件、第二混料组件、超声分散模组和均质机。
[0039]第一混料组件具有第一进料口和第一出料口。
[0040]第二混料组件包括第二搅拌罐和乳化机，第二搅拌罐具有第二进料口、第三进料口、第二出料口和第三出料口，第二进料口连接于第一出料口，乳化机具有第四进料口和第四出料口，第四进料口连接于第三出料口，第四出料口连接于第三进料口。
[0041]超声分散模组具有第五进料口和第五出料口，第五进料口连接于第二出料口。
[0042]均质机具有第六进料口和第六出料口，第六进料口连接于第五出料口。
[0043]在上述技术方案中，本申请的设备能够用于制备浆料。
附图说明
[0044]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0045]图1为本申请实施例的设备的结构示意图；
[0046]图2为本申请实施例1的振幅扫描图；
[0047]图3为本申请对比例2的振幅扫描图。
[0048]图标：10
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设备；100<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆料，其特征在于，所述浆料包括炭黑、分散剂和溶剂，所述浆料中炭黑的压缩吸油值下降率≤6.67％。2.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料中炭黑的比表面积变化率≤5％。3.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料的D50为0.3μm～0.7μm。4.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料在剪切应力3Pa以下，储能模量G
’
大于损耗模量G”。5.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料在10s
‑1的固定剪切速率和浆料粘度范围为500mpa.s～3000mpa.s的条件下，
‑
5℃～50℃内的浆料粘度变化率≤30％。6.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料中总磁性物质含量＜1000ppb。7.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述浆料中的Fe≤10ppm，Ni≤5ppm。8.根据权利要求1～7任一项所述的浆料，其特征在于，所述浆料包括10wt％～30wt％所述炭黑，所述分散剂的用量为所述炭黑的4wt％～8wt％；可选地，所述分散剂为树脂，所述树脂的粘均分子量≥100万，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮；可选地，所述溶剂包括水或N
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甲基吡咯烷酮。9.一种权利要求1～8任一项所述的浆料的制备方法，其特征在于，所述浆料的制备方法包括：将初品浆料依次经超声分散和均质分散制得所述浆料，所述初品浆料由所述分散剂、所述溶剂和所述炭黑混合制得。10.根据权利要求9所述的浆料的制备方法，其特征在于，所述超声分散的功率为5kW～20kW；可选地，所述超声分散的频率为15kHz～30kHz。...

【专利技术属性】
技术研发人员：索荣，朱立才，刘轶，杨宁宁，郭宁，
申请(专利权)人：焦作市和兴化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：