本發(fā)明涉及高分子，具體為一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子(非碳原子)組成，甚至可以是納米孔；納米碳材料主要包括三種類型：碳納米管，碳納米纖維，納米碳球。

2、現(xiàn)有公告號(hào)為cn114622222a的中國(guó)專利文件公開了一種碳納米材料的工業(yè)化制備方法；其方案采用熔融態(tài)碳酸鹽作為主要電解質(zhì)電解制備碳納米材料，通過(guò)采用資源豐富的碳酸鹽作為主要電解質(zhì)原料，大幅降低了碳納米材料的制備成本，同時(shí)，通過(guò)進(jìn)行加壓處理，有效提高了二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳納米材料的轉(zhuǎn)化率。

3、上述方案及現(xiàn)有技術(shù)下在的碳納米材料進(jìn)行改性制備工作時(shí)，制作過(guò)程中對(duì)于各原料的混合工作，通常是將主料添加后，再將各個(gè)成分原料從混料容器的頂部進(jìn)料口添加進(jìn)去；此過(guò)程中對(duì)于添加的成分物料與主料混合較慢，且大部分積聚在主料頂部層，導(dǎo)致混合效果較差，對(duì)于后續(xù)碳納米材料的改性工作效益具有消極影響。

4、因此，我們需要一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法用于解決上述提出的現(xiàn)有技術(shù)下盾尾密封碳納米改性材料制備過(guò)程中缺乏相適配的混料裝置的問(wèn)題，可以提高碳納米改性材料制備工作效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出現(xiàn)有技術(shù)下盾尾密封碳納米改性材料制備過(guò)程中缺乏相適配的混料裝置的問(wèn)題，可以提高碳納米改性材料制備工作效益。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法，包括碳酸鎂，碳酸鈣，碳酸鎳，碳酸鉛、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬、堿土金屬碳酸鹽、改性試劑。

3、優(yōu)選的，原料均質(zhì)：先稱取重量份數(shù)為一份的碳酸鹽，均質(zhì)后記做電解物質(zhì)；之后在反應(yīng)爐中安裝陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)坩堝，將得到的電解物質(zhì)加入電解質(zhì)坩堝中，在陰極上預(yù)先涂覆成核劑材料，反應(yīng)爐為壓力容器，配有加壓裝置；將電解物質(zhì)逐步加熱，同時(shí)，向反應(yīng)器內(nèi)部通入二氧化碳?xì)怏w，啟動(dòng)加壓裝置將鐘罩爐中的壓強(qiáng)提高至0.1-100mpa以保證鐘罩爐氣氛壓力大于電解物質(zhì)中所添加碳酸鹽分解反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳分壓，繼續(xù)加熱至500-880℃，使碳酸鹽在高壓和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下，不發(fā)生熱分解而進(jìn)入熔融狀態(tài)；之后將各物料通過(guò)混料設(shè)備進(jìn)行高效混合，節(jié)省其混料時(shí)間，提高加工效益；這里在添加改性試劑時(shí)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相適應(yīng)添加，提高碳納米改性材料的制作質(zhì)量，且在此基礎(chǔ)上不會(huì)浪費(fèi)資源；設(shè)置電壓為1.5-2.2v，電流密度為400-900a/m?2，預(yù)電解持續(xù)60min后，將電壓增加為2-10v，電流密度增加為800-12000a/m?2，持續(xù)6h，在電解過(guò)程中，陰極表面會(huì)富集沉積碳產(chǎn)物；電解完成后，刮取沉積碳產(chǎn)物，破碎為粉體后將所得粉體通過(guò)物理法再熔融工藝，熔融沉積碳產(chǎn)物粉體，將所得熔融的沉積碳產(chǎn)物粉體投入離心設(shè)備進(jìn)行離心，分離沉積碳和碳酸鹽的混合產(chǎn)物，離心所得產(chǎn)物記為產(chǎn)物棒；將產(chǎn)物棒進(jìn)行切割分離，分別取出沉積碳和碳酸鹽固體部分，以及沉積碳和碳酸鹽混合的中間層，分別用破碎機(jī)將該三部分破碎為粉體，沉積碳粉體即為碳納米改性材料產(chǎn)物。

4、優(yōu)選的，所述混料設(shè)備包含有混料裝置、攪拌混料電機(jī)和原料添加輔助裝置、輔助組件；所述混料裝置頂部設(shè)置有主料進(jìn)料口，混料裝置的底部設(shè)置有出料口，所述攪拌混料電機(jī)設(shè)置連接在混料裝置上，且攪拌混料電機(jī)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸設(shè)置連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸延伸至混料裝置內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的邊側(cè)等距設(shè)置有混料桿，所述混料桿的一側(cè)對(duì)稱設(shè)置有輔助斜面，所述混料裝置的邊側(cè)等距設(shè)置有原料添加輔助裝置，所述原料添加輔助裝置與輔助組件設(shè)置連接。

5、優(yōu)選的，所述混料桿在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上等距呈環(huán)形設(shè)置，且兩個(gè)混料桿設(shè)置為一組。

6、優(yōu)選的，所述原料添加輔助裝置包含有送料管體、密封連接環(huán)、連接管口、送料伸縮控制桿、推料柱塞、儲(chǔ)料筒、封蓋、出料嘴；所述送料管體等距嵌接設(shè)置在混料裝置的邊側(cè)位置，且送料管體上固定設(shè)置有密封連接環(huán)，所述密封連接環(huán)通過(guò)螺釘固定設(shè)置在混料裝置的側(cè)壁上，所述送料管體的一端延伸至混料裝置內(nèi)腔中，且端部設(shè)置有出料嘴，所述連接管口設(shè)置在送料管體上，且連接管口與儲(chǔ)料筒的筒口螺紋連接，所述儲(chǔ)料筒上設(shè)置有封蓋，所述送料伸縮控制桿固定設(shè)置在送料管體的一端，所述送料伸縮控制桿的一端延伸至送料管體中，且端部固定設(shè)置有推料柱塞，所述送料管體外側(cè)等距設(shè)置有輔助組件。

7、優(yōu)選的，所述送料管體與混料桿設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)。

8、優(yōu)選的，所述推料柱塞在送料伸縮控制桿帶動(dòng)作用下在送料管體中進(jìn)行滑動(dòng)。

9、優(yōu)選的，所述輔助組件包含有限位環(huán)形槽、半環(huán)體、對(duì)接板、旋動(dòng)輔助滾珠、試劑容納腔、加注嘴、固定體、活動(dòng)柱針、連接板、卸料槽、封堵環(huán)錐、輔助彈簧、輔助凸粒；所述限位環(huán)形槽等距設(shè)置在送料管體外側(cè)壁，所述半環(huán)體的兩端對(duì)稱固定設(shè)置有對(duì)接板，所述半環(huán)體內(nèi)側(cè)壁等距嵌接活動(dòng)設(shè)置有旋動(dòng)輔助滾珠，所述半環(huán)體中設(shè)置有試劑容納腔，所述加注嘴固定設(shè)置在半環(huán)體上，且加注嘴與試劑容納腔相連通設(shè)置，所述固定體設(shè)置在半環(huán)體上，且固定體中設(shè)置有卸料槽，所述活動(dòng)柱針活動(dòng)插接設(shè)置在卸料槽中，且活動(dòng)柱針的一端延伸至固定體中設(shè)，端部固定設(shè)置有連接板，所述封堵環(huán)錐固定設(shè)置在活動(dòng)柱針上，且封堵環(huán)錐與卸料槽設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)、設(shè)置組數(shù)相同，所述連接板上等距固定設(shè)置有輔助彈簧，所述輔助彈簧的一端固定設(shè)置在固定體中，所述活動(dòng)柱針的另一端設(shè)置有錐形面，且錐形面上等距固定設(shè)置有輔助凸粒。

10、優(yōu)選的，兩個(gè)所述半環(huán)體形成一個(gè)活動(dòng)環(huán)，兩個(gè)半環(huán)體端部的對(duì)接板通過(guò)螺絲進(jìn)行連接固定。

11、優(yōu)選的，所述卸料槽設(shè)置為柱形槽，且卸料槽直徑小于活動(dòng)柱針的直徑。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、本發(fā)明設(shè)計(jì)的盾尾密封碳納米改性材料制備方法，在混料加工過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置的混料設(shè)備進(jìn)行混料加工，其包含有混料裝置、混料桿和原料添加輔助裝置、輔助組件，將各物料通過(guò)混料設(shè)備進(jìn)行高效混合，節(jié)省其混料時(shí)間，提高加工效益；且在添加改性試劑時(shí)，能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相適應(yīng)添加，提高碳納米改性材料的制作質(zhì)量；因此，本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)下盾尾密封碳納米改性材料制備過(guò)程中缺乏相適配的混料裝置的問(wèn)題，可以提高碳納米改性材料制備工作效益。

技術(shù)特征：

1.一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法，其特征在于：包括碳酸鎂，碳酸鈣，碳酸鎳，碳酸鉛、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬、堿土金屬碳酸鹽、改性試劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：原料均質(zhì)：先稱取重量份數(shù)為一份的碳酸鹽，均質(zhì)后記做電解物質(zhì)；之后在反應(yīng)爐中安裝陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)坩堝，將得到的電解物質(zhì)加入電解質(zhì)坩堝中，在陰極上預(yù)先涂覆成核劑材料，反應(yīng)爐為壓力容器，配有加壓裝置；將電解物質(zhì)逐步加熱，同時(shí)，向反應(yīng)器內(nèi)部通入二氧化碳?xì)怏w，啟動(dòng)加壓裝置將鐘罩爐中的壓強(qiáng)提高至0.1-100mpa以保證鐘罩爐氣氛壓力大于電解物質(zhì)中所添加碳酸鹽分解反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳分壓，繼續(xù)加熱至500-880℃，使碳酸鹽在高壓和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)下，不發(fā)生熱分解而進(jìn)入熔融狀態(tài)；之后將各物料通過(guò)混料設(shè)備進(jìn)行高效混合，節(jié)省其混料時(shí)間，提高加工效益；這里在添加改性試劑時(shí)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相適應(yīng)添加，提高碳納米改性材料的制作質(zhì)量，且在此基礎(chǔ)上不會(huì)浪費(fèi)資源；設(shè)置電壓為1.5-2.2v，電流密度為400-900a/m?2，預(yù)電解持續(xù)60min后，將電壓增加為2-10v，電流密度增加為800-12000a/m?2，持續(xù)6h，在電解過(guò)程中，陰極表面會(huì)富集沉積碳產(chǎn)物；電解完成后，刮取沉積碳產(chǎn)物，破碎為粉體后將所得粉體通過(guò)物理法再熔融工藝，熔融沉積碳產(chǎn)物粉體，將所得熔融的沉積碳產(chǎn)物粉體投入離心設(shè)備進(jìn)行離心，分離沉積碳和碳酸鹽的混合產(chǎn)物，離心所得產(chǎn)物記為產(chǎn)物棒；將產(chǎn)物棒進(jìn)行切割分離，分別取出沉積碳和碳酸鹽固體部分，以及沉積碳和碳酸鹽混合的中間層，分別用破碎機(jī)將該三部分破碎為粉體，沉積碳粉體即為碳納米改性材料產(chǎn)物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述混料設(shè)備包含有混料裝置(1)、攪拌混料電機(jī)(4)和原料添加輔助裝置(8)、輔助組件(9)；所述混料裝置(1)頂部設(shè)置有主料進(jìn)料口(2)，混料裝置(1)的底部設(shè)置有出料口(3)，所述攪拌混料電機(jī)(4)設(shè)置連接在混料裝置(1)上，且攪拌混料電機(jī)(4)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)設(shè)置連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)延伸至混料裝置(1)內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)的邊側(cè)等距設(shè)置有混料桿(6)，所述混料桿(6)的一側(cè)對(duì)稱設(shè)置有輔助斜面(7)，所述混料裝置(1)的邊側(cè)等距設(shè)置有原料添加輔助裝置(8)，所述原料添加輔助裝置(8)與輔助組件(9)設(shè)置連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述混料桿(6)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(5)上等距呈環(huán)形設(shè)置，且兩個(gè)混料桿(6)設(shè)置為一組。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述原料添加輔助裝置(8)包含有送料管體(801)、密封連接環(huán)(802)、連接管口(803)、送料伸縮控制桿(804)、推料柱塞(805)、儲(chǔ)料筒(806)、封蓋(807)、出料嘴(808)；所述送料管體(801)等距嵌接設(shè)置在混料裝置(1)的邊側(cè)位置，且送料管體(801)上固定設(shè)置有密封連接環(huán)(802)，所述密封連接環(huán)(802)通過(guò)螺釘固定設(shè)置在混料裝置(1)的側(cè)壁上，所述送料管體(801)的一端延伸至混料裝置(1)內(nèi)腔中，且端部設(shè)置有出料嘴(808)，所述連接管口(803)設(shè)置在送料管體(801)上，且連接管口(803)與儲(chǔ)料筒(806)的筒口螺紋連接，所述儲(chǔ)料筒(806)上設(shè)置有封蓋(807)，所述送料伸縮控制桿(804)固定設(shè)置在送料管體(801)的一端，所述送料伸縮控制桿(804)的一端延伸至送料管體(801)中，且端部固定設(shè)置有推料柱塞(805)，所述送料管體(801)外側(cè)等距設(shè)置有輔助組件(9)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述送料管體(801)與混料桿(6)設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述推料柱塞(805)在送料伸縮控制桿(804)帶動(dòng)作用下在送料管體(801)中進(jìn)行滑動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述輔助組件(9)包含有限位環(huán)形槽(901)、半環(huán)體(902)、對(duì)接板(903)、旋動(dòng)輔助滾珠(904)、試劑容納腔(905)、加注嘴(906)、固定體(907)、活動(dòng)柱針(908)、連接板(909)、卸料槽(910)、封堵環(huán)錐(911)、輔助彈簧(912)、輔助凸粒(913)；所述限位環(huán)形槽(901)等距設(shè)置在送料管體(801)外側(cè)壁，所述半環(huán)體(902)的兩端對(duì)稱固定設(shè)置有對(duì)接板(903)，所述半環(huán)體(902)內(nèi)側(cè)壁等距嵌接活動(dòng)設(shè)置有旋動(dòng)輔助滾珠(904)，所述半環(huán)體(902)中設(shè)置有試劑容納腔(905)，所述加注嘴(906)固定設(shè)置在半環(huán)體(902)上，且加注嘴(906)與試劑容納腔(905)相連通設(shè)置，所述固定體(907)設(shè)置在半環(huán)體(902)上，且固定體(907)中設(shè)置有卸料槽(910)，所述活動(dòng)柱針(908)活動(dòng)插接設(shè)置在卸料槽(910)中，且活動(dòng)柱針(908)的一端延伸至固定體(907)中設(shè)，端部固定設(shè)置有連接板(909)，所述封堵環(huán)錐(911)固定設(shè)置在活動(dòng)柱針(908)上，且封堵環(huán)錐(911)與卸料槽(910)設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)、設(shè)置組數(shù)相同，所述連接板(909)上等距固定設(shè)置有輔助彈簧(912)，所述輔助彈簧(912)的一端固定設(shè)置在固定體(907)中，所述活動(dòng)柱針(908)的另一端設(shè)置有錐形面，且錐形面上等距固定設(shè)置有輔助凸粒(913)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：兩個(gè)所述半環(huán)體(902)形成一個(gè)活動(dòng)環(huán)，兩個(gè)半環(huán)體(902)端部的對(duì)接板(903)通過(guò)螺絲進(jìn)行連接固定。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于盾尾密封碳納米改性材料的制備方法，其特征在于：所述卸料槽(910)設(shè)置為柱形槽，且卸料槽(910)直徑小于活動(dòng)柱針(908)的直徑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于盾尾密封碳納米改性材料及其制備方法，包括碳酸鎂，碳酸鈣，碳酸鎳，碳酸鉛、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬、堿土金屬碳酸鹽、改性試劑；在混料加工過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置的混料設(shè)備進(jìn)行混料加工，其包含有混料裝置、混料桿和原料添加輔助裝置、輔助組件，將各物料通過(guò)混料設(shè)備進(jìn)行高效混合，節(jié)省其混料時(shí)間，提高加工效益；且在添加改性試劑時(shí)，能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相適應(yīng)添加，提高碳納米改性材料的制作質(zhì)量；因此，本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)下盾尾密封碳納米改性材料制備過(guò)程中缺乏相適配的混料裝置的問(wèn)題，可以提高碳納米改性材料制備工作效益。

技術(shù)研發(fā)人員：何燕,唐永利,張慶生,何鋒,汪亦顯,佘凱,楊志,李令昊,薛亮,張國(guó)宇,代亞楠,張輝,汪成軍,汪偉軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵二十四局集團(tuán)安徽工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10