一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及碳纳米材料制造领域，具体是涉及一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，还涉及一种碳纳米材料氧化薄膜的制备方法，制备装置设置在支架上，制备装置包括反应室、恒温室和收卷辊，反应室的表侧开设有注入口，反应室的顶部开设有载气口，反应室的底部设有一个毛细管，支架上设有第一导向辊和第二导向辊，还包括均匀浸润机构，均匀浸润机构包括第一挤压辊、第二挤压辊和柔性渗透组件，支架上设有间距调节组件，本发明专利技术通过第一挤压辊和第二挤压辊之间相对的靠近，促使两个柔性渗透组件相互挤压，使得高分子基体涂覆在碳纳米管表面，两个柔性渗透组件对碳纳米管的包容，保证高分子基体更充分的与碳纳米管结合，提高了碳纳米薄膜的质量。膜的质量。膜的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置及方法


[0001]本专利技术涉及碳纳米材料制造领域，具体是涉及一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，还涉及一种碳纳米材料氧化薄膜的制备方法。

技术介绍

[0002]对于碳纳米管薄膜复合材料而言，其包括高分子基体和碳纳米管，该碳纳米管以碳纳米管薄膜结构的形式设置于高分子基体中，目前制备这种碳纳米管薄膜复合材料的方法通常有两种：第一种方法是将碳纳米管粉体制备碳纳米管/高分子基复合材料，分散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。
[0003]目前公开的中国专利CN201611054783.7一步制备碳纳米管薄膜复合材料的制备装置和制备方法，包括用于合成碳纳米管聚集体的反应室以及与所述反应室连通的收集室，所述收集室设置有用于收集所述碳纳米管聚集体的传送带，所述传送带可被驱动地沿闭合循环轨迹移动并且可沿传动轴的轴向移动以使所述碳纳米管聚集体层层叠加地缠绕于所述传送带的表面并形成厚度和宽度大小均可调的碳纳米管薄膜；所述收集室还设置有能够使高分子基体对传送带上形成的碳纳米管薄膜的表面进行浸润的浸润部件以及配合所述传送带的施压部件，高分子基体通过所述浸润部件对碳纳米管薄膜的表面进行浸润，同时所述施压部件对碳纳米管薄膜表面施压以使碳纳米管薄膜与高分子基体结合而形成致密的碳纳米管薄膜复合材料；所述收集室还设置有用于使所述碳纳米管薄膜复合材料固化成型的加热装置。
[0004]根据上述专利所述，该专利通过将高分子基体以施压的形式作用在碳纳米管上，促使两者结合形成碳纳米管薄膜，然而，该专利对于高分子基体和碳纳米管之间的结合不充分，无法将高分子基体均匀的涂覆在碳纳米管上，导致碳纳米管薄膜的质量不佳，无法成型，目前，需要一种能够对高分子基体和碳纳米管之间充分接触的辅助制备装置。

技术实现思路

[0005]针对现技术所存在的问题，提供一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，本专利技术通过第一挤压辊和第二挤压辊之间相对的靠近，促使两个柔性渗透组件相互挤压，将碳纳米管挤压在其中，使得高分子基体能够从柔性渗透组件内被挤出且涂覆在碳纳米管表面，两个柔性渗透组件对碳纳米管的包容，保证高分子基体更充分的与碳纳米管结合，提高了碳纳米薄膜的质量。
[0006]为解决现有技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术提供一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，设置在支架上，制备装置包括反应室、恒温室和收卷辊；反应室的表侧开设有供反应物引入的注入口，反应室的顶部开设有供载气进入的载气口，反应室的底部竖直向下与其连通设有一个供碳纳米管喷出的毛细
管；恒温室设置在反应室的正下方，毛细管处于恒温室内；支架上且位于恒温室和收卷辊之间依次设有一个第一导向辊和一个第二导向辊，碳纳米管依次从第一导向辊的下侧绕出且从第二导向辊的上侧绕出与收卷辊缠绕；还包括用以将高分子基体均匀涂覆于碳纳米管上形成碳纳米薄膜的均匀浸润机构，均匀浸润机构包括第一挤压辊、第二挤压辊和用以供高分子基体透出的柔性渗透组件；第一挤压辊和第二挤压辊的结构均相同，第一挤压辊和第二挤压辊对称设置在第一导向辊和第二导向辊之间，第一挤压辊和第二挤压辊之间留有供碳纳米管通过的间隙，碳纳米管依次从第一挤压辊的上侧绕出且从第二挤压辊的下侧绕出；柔性渗透组件具有两个，两个柔性渗透组件分别设置在第一挤压辊的表面和第二挤压辊的表面，当两个柔性渗透组件相互挤压时，碳纳米管处于被包裹于两者之中的状态；支架上设有用以带动第一挤压辊和第二挤压辊相对运动的间距调节组件。
[0008]优选的，第一挤压辊和第二挤压辊均具有空腔，第一挤压辊和第二挤压辊的表面均开设有若干个与空腔连通的条口，第一挤压辊和第二挤压辊的两端分别开设有高分子基体进口和高分子基体出口。
[0009]优选的，柔性渗透组件具体为渗透网袋，渗透网袋呈环状结构，第一挤压辊和第二挤压辊上的渗透网袋均以包覆的形式套设在其上，第一挤压辊和第二挤压辊的两端均设有供对应渗透网袋固定的密封件，当第一挤压辊和第二挤压辊未通过间距调节组件移动且两个渗透网袋内在注满高分子基体的情况下，两个渗透网袋均处于膨胀状态且两者表面处于相互接触的状态。
[0010]优选的，密封件包括压力环和密封垫圈；压力环设置在对应第一挤压辊或第二挤压辊的端部表面，压力环与其共轴线；密封垫圈与压力环同轴的设置在压力环与对应第一挤压辊或第二挤压辊之间，第一挤压辊和第二挤压辊的端部边缘均向外穿过对应的压力环延伸有螺柱，压力环上开设有供螺柱穿口的套口，螺柱上设有供压力环抵紧于密封垫圈的锁紧螺母，当压力环被固定后，渗透网袋的包覆边缘处于被密封垫圈挤压的状态。
[0011]优选的，间距调节组件包括导轨、升降板和联动件；导轨具有两个，两个导轨对称设置在第一挤压辊和第二挤压辊的两端，导轨固定在支架上，第一挤压辊和第二挤压辊的端部均同轴设有一个滑动于导轨内的滚轮；升降板设置在两个导轨之间且位于两个导轨之间的正上方，每个导轨的顶部均竖直向上设有一个用以引导升降板竖向移动的导向柱；联动件具有两对，每对联动件分别设置在滚轮与升降板之间；支架上设有用以带动升降板移动的升降推杆。
[0012]优选的，联动件具体为连杆，连杆的一端与升降板轴接，连杆的另一端与对应滚轮的中心转动连接。
[0013]优选的，支架上设有用以检测渗透网袋膨胀程度的压力检测组件，压力检测组件包括抵压板和压力感应器；抵压板水平设置在第二挤压辊的上方，抵压板的下表面于渗透网袋的表面接触，抵压板的上表面竖直向上穿过支架延伸有一个插杆，插杆上套设有一个缓冲弹簧，缓冲弹簧的两端分别与抵压板和支架固定连接；压力感应器设置在支架上，插杆与压力感应器的感应端接触。
[0014]优选的，支架上且位于第一挤压辊和第二挤压辊的下方设有一个供多余高分子基体收集的承接池。
[0015]优选的，第二导向辊设有空腔，第二导向辊的两端均开设有通风口，第二导向辊的
空腔内设有加热丝。
[0016]本专利技术还提供一种碳纳米材料氧化薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0017]S1，将反应物注入反应室，同时通入载气，反应物在恒温室内反应生成碳纳米管；
[0018]S2，碳纳米管在载气的作用下喷出毛细管，收卷辊持续收卷碳纳米管；
[0019]S3，通过第一挤压辊和第二挤压辊上的柔性渗透组件将碳纳米管挤压在其中，使得高分子基体浸润于其上；
[0020]S4，通过间距调节组件调整第一挤压辊和第二挤压辊之间的间距，促使高分子基体更好的浸润于碳纳米管上；
[0021]S5，通过对第二导向辊加热，使得碳纳米管与高分子基体之间相互结合且固化成型，从而得到碳纳米薄膜。
[0022]本申请相比较于现有技术的有益效果是：
[0023]1.本专利技术通过第一挤压辊和第二挤压辊之间相对的靠近，促使两个柔性渗透组件相互挤压，将碳纳米管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，设置在支架(1)上，制备装置包括反应室(2)、恒温室(3)和收卷辊(11)；反应室(2)的表侧开设有供反应物引入的注入口(21)，反应室(2)的顶部开设有供载气进入的载气口(22)，反应室(2)的底部竖直向下与其连通设有一个供碳纳米管(7)喷出的毛细管(23)；恒温室(3)设置在反应室(2)的正下方，毛细管(23)处于恒温室(3)内；支架(1)上且位于恒温室(3)和收卷辊(11)之间依次设有一个第一导向辊(12)和一个第二导向辊(13)，碳纳米管(7)依次从第一导向辊(12)的下侧绕出且从第二导向辊(13)的上侧绕出与收卷辊(11)缠绕；其特征在于，还包括用以将高分子基体均匀涂覆于碳纳米管(7)上形成碳纳米薄膜的均匀浸润机构(4)，均匀浸润机构(4)包括第一挤压辊(41)、第二挤压辊(42)和用以供高分子基体透出的柔性渗透组件(43)；第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)的结构均相同，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)对称设置在第一导向辊(12)和第二导向辊(13)之间，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)之间留有供碳纳米管(7)通过的间隙，碳纳米管(7)依次从第一挤压辊(41)的上侧绕出且从第二挤压辊(42)的下侧绕出；柔性渗透组件(43)具有两个，两个柔性渗透组件(43)分别设置在第一挤压辊(41)的表面和第二挤压辊(42)的表面，当两个柔性渗透组件(43)相互挤压时，碳纳米管(7)处于被包裹于两者之中的状态；支架(1)上设有用以带动第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)相对运动的间距调节组件(44)。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，其特征在于，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)均具有空腔，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)的表面均开设有若干个与空腔连通的条口(411)，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)的两端分别开设有高分子基体进口(412)和高分子基体出口(413)。3.根据权利要求1所述的一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，其特征在于，柔性渗透组件(43)具体为渗透网袋(431)，渗透网袋(431)呈环状结构，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)上的渗透网袋(431)均以包覆的形式套设在其上，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)的两端均设有供对应渗透网袋(431)固定的密封件(432)，当第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)未通过间距调节组件(44)移动且两个渗透网袋(431)内在注满高分子基体的情况下，两个渗透网袋(431)均处于膨胀状态且两者表面处于相互接触的状态。4.根据权利要求3所述的一种碳纳米材料氧化薄膜的制备装置，其特征在于，密封件(432)包括压力环(4321)和密封垫圈(4322)；压力环(4321)设置在对应第一挤压辊(41)或第二挤压辊(42)的端部表面，压力环(4321)与其共轴线；密封垫圈(4322)与压力环(4321)同轴的设置在压力环(4321)与对应第一挤压辊(41)或第二挤压辊(42)之间，第一挤压辊(41)和第二挤压辊(42)的端部边缘均向外穿过对应的压力环(4321)延伸有螺柱(414)，压力环(4321)上开设有供螺柱(414)穿口的套口，螺柱(414)上设有供压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘广桥，董丽梅，陈奎，晏丽琴，施晓芬，
申请(专利权)人：兰州城市学院，
类型：发明
国别省市：