导电炭黑的复配工艺因具体的复配目标和应用场景而异,以下是一些常见的复配工艺:
与碳纳米管复配4:
首先,加入石墨烯(如果配方中含有的话),在剪切力作用下让石墨烯在溶剂中进行二次剥离,分散线速度为 10 - 15m/s,分散时间 60 - 180min,以得到层数更低、导电效果更佳的石墨烯片层。
然后加入碳纳米管,利用高剪切力对其进行分散,有效打开碳纳米管团聚体,分散线速度为 10 - 15m/s,分散时间 20 - 60min。
最后加入导电炭黑,以 6 - 12m/s 的分散线速度分散 20 - 30min。每加入一种物料,都按照其最佳分散线速度和时间进行分散操作。
原料准备:准备好所需的导电炭黑、碳纳米管、分散剂(如高分子聚合物、阴离子表面活性剂、非离子润湿剂和消泡剂按一定比例混配而成)以及溶剂(如 N - 甲基吡咯烷酮、去离子水、N-N 二甲基乙酰胺、二甲基亚砜等,水较为常用以降低成本)。
分散剂溶解:在常温除湿环境(温度 10 - 30℃,湿度低于 30%R.Hs)下,将溶剂和分散剂缓慢倒入搅拌釜中,同时持续搅拌,直至分散剂完全溶解,得到溶液。
加料顺序与分散4:
研磨:将混合后的浆料研磨至细度小于 40μm,使得各成分能够均匀分散,形成稳定的导电浆料。
温度控制:在分散过程中,保持浆料温度低于 40℃,防止因温度过高影响物料性能4。
与石墨烯复配:
原料预处理:对石墨烯进行预处理,如采用超声波处理等方法,使其在溶剂中能够更好地分散,避免团聚。同时准备好导电炭黑、合适的分散剂以及溶剂。
预混:将导电炭黑和预处理后的石墨烯按一定比例进行干法预混或湿法预混。湿法预混时,将两者加入到含有分散剂的溶剂中,搅拌均匀,形成预混物料6。
均质化处理:对预混物料进行均质化处理,可以采用高压均质机等设备,在一定的压力和温度条件下,使导电炭黑和石墨烯充分混合、分散,形成均匀的复配体系。
后处理:对均质化后的复配浆料进行过滤、干燥等后处理操作,去除其中的杂质和多余的溶剂,得到最终的复配导电剂。
与其他导电剂或添加剂复配:
选择合适的导电剂或添加剂:根据具体的需求和性能要求,选择与导电炭黑相匹配的其他导电剂(如金属粉末、导电纤维等)或添加剂(如抗氧剂、稳定剂等)。
混合:将导电炭黑与选定的导电剂或添加剂按照一定的比例进行混合。可以采用机械搅拌、高速分散等方式,确保各成分能够均匀混合。例如,在橡胶制品中,将导电炭黑与橡胶、其他添加剂等一起在密炼机或开炼机中进行混合7。
调整工艺参数:根据复配体系的特性,调整混合的时间、温度、转速等工艺参数,以获得最佳的复配效果。例如,在混合过程中控制温度,防止某些成分因温度过高而发生分解或变质。
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