一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子，具体为一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法。

背景技术：

1、纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子(非碳原子)组成，甚至可以是纳米孔；纳米碳材料主要包括三种类型：碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球。

2、现有公告号为cn114622222a的中国专利文件公开了一种碳纳米材料的工业化制备方法；其方案采用熔融态碳酸盐作为主要电解质电解制备碳纳米材料，通过采用资源丰富的碳酸盐作为主要电解质原料，大幅降低了碳纳米材料的制备成本，同时，通过进行加压处理，有效提高了二氧化碳转化为碳纳米材料的转化率。

3、上述方案及现有技术下在的碳纳米材料进行改性制备工作时，制作过程中对于各原料的混合工作，通常是将主料添加后，再将各个成分原料从混料容器的顶部进料口添加进去；此过程中对于添加的成分物料与主料混合较慢，且大部分积聚在主料顶部层，导致混合效果较差，对于后续碳纳米材料的改性工作效益具有消极影响。

4、因此，我们需要一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法用于解决上述提出的现有技术下盾尾密封碳纳米改性材料制备过程中缺乏相适配的混料装置的问题，可以提高碳纳米改性材料制备工作效益。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出现有技术下盾尾密封碳纳米改性材料制备过程中缺乏相适配的混料装置的问题，可以提高碳纳米改性材料制备工作效益。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法，包括碳酸镁，碳酸钙，碳酸镍，碳酸铅、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碱金属、碱土金属碳酸盐、改性试剂。

3、优选的，原料均质：先称取重量份数为一份的碳酸盐，均质后记做电解物质；之后在反应炉中安装阳极、阴极和电解质坩埚，将得到的电解物质加入电解质坩埚中，在阴极上预先涂覆成核剂材料，反应炉为压力容器，配有加压装置；将电解物质逐步加热，同时，向反应器内部通入二氧化碳气体，启动加压装置将钟罩炉中的压强提高至0.1-100mpa以保证钟罩炉气氛压力大于电解物质中所添加碳酸盐分解反应产生的二氧化碳分压，继续加热至500-880℃，使碳酸盐在高压和二氧化碳气体保护下，不发生热分解而进入熔融状态；之后将各物料通过混料设备进行高效混合，节省其混料时间，提高加工效益；这里在添加改性试剂时，根据实际需求进行相适应添加，提高碳纳米改性材料的制作质量，且在此基础上不会浪费资源；设置电压为1.5-2.2v，电流密度为400-900a/m 2，预电解持续60min后，将电压增加为2-10v，电流密度增加为800-12000a/m 2，持续6h，在电解过程中，阴极表面会富集沉积碳产物；电解完成后，刮取沉积碳产物，破碎为粉体后将所得粉体通过物理法再熔融工艺，熔融沉积碳产物粉体，将所得熔融的沉积碳产物粉体投入离心设备进行离心，分离沉积碳和碳酸盐的混合产物，离心所得产物记为产物棒；将产物棒进行切割分离，分别取出沉积碳和碳酸盐固体部分，以及沉积碳和碳酸盐混合的中间层，分别用破碎机将该三部分破碎为粉体，沉积碳粉体即为碳纳米改性材料产物。

4、优选的，所述混料设备包含有混料装置、搅拌混料电机和原料添加辅助装置、辅助组件；所述混料装置顶部设置有主料进料口，混料装置的底部设置有出料口，所述搅拌混料电机设置连接在混料装置上，且搅拌混料电机与转动轴设置连接，所述转动轴延伸至混料装置内腔中，所述转动轴的边侧等距设置有混料杆，所述混料杆的一侧对称设置有辅助斜面，所述混料装置的边侧等距设置有原料添加辅助装置，所述原料添加辅助装置与辅助组件设置连接。

5、优选的，所述混料杆在转动轴上等距呈环形设置，且两个混料杆设置为一组。

6、优选的，所述原料添加辅助装置包含有送料管体、密封连接环、连接管口、送料伸缩控制杆、推料柱塞、储料筒、封盖、出料嘴；所述送料管体等距嵌接设置在混料装置的边侧位置，且送料管体上固定设置有密封连接环，所述密封连接环通过螺钉固定设置在混料装置的侧壁上，所述送料管体的一端延伸至混料装置内腔中，且端部设置有出料嘴，所述连接管口设置在送料管体上，且连接管口与储料筒的筒口螺纹连接，所述储料筒上设置有封盖，所述送料伸缩控制杆固定设置在送料管体的一端，所述送料伸缩控制杆的一端延伸至送料管体中，且端部固定设置有推料柱塞，所述送料管体外侧等距设置有辅助组件。

7、优选的，所述送料管体与混料杆设置位置相对应。

8、优选的，所述推料柱塞在送料伸缩控制杆带动作用下在送料管体中进行滑动。

9、优选的，所述辅助组件包含有限位环形槽、半环体、对接板、旋动辅助滚珠、试剂容纳腔、加注嘴、固定体、活动柱针、连接板、卸料槽、封堵环锥、辅助弹簧、辅助凸粒；所述限位环形槽等距设置在送料管体外侧壁，所述半环体的两端对称固定设置有对接板，所述半环体内侧壁等距嵌接活动设置有旋动辅助滚珠，所述半环体中设置有试剂容纳腔，所述加注嘴固定设置在半环体上，且加注嘴与试剂容纳腔相连通设置，所述固定体设置在半环体上，且固定体中设置有卸料槽，所述活动柱针活动插接设置在卸料槽中，且活动柱针的一端延伸至固定体中设，端部固定设置有连接板，所述封堵环锥固定设置在活动柱针上，且封堵环锥与卸料槽设置位置相对应、设置组数相同，所述连接板上等距固定设置有辅助弹簧，所述辅助弹簧的一端固定设置在固定体中，所述活动柱针的另一端设置有锥形面，且锥形面上等距固定设置有辅助凸粒。

10、优选的，两个所述半环体形成一个活动环，两个半环体端部的对接板通过螺丝进行连接固定。

11、优选的，所述卸料槽设置为柱形槽，且卸料槽直径小于活动柱针的直径。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明设计的盾尾密封碳纳米改性材料制备方法，在混料加工过程中，通过设置的混料设备进行混料加工，其包含有混料装置、混料杆和原料添加辅助装置、辅助组件，将各物料通过混料设备进行高效混合，节省其混料时间，提高加工效益；且在添加改性试剂时，能够根据实际需求进行相适应添加，提高碳纳米改性材料的制作质量；因此，本发明现有技术下盾尾密封碳纳米改性材料制备过程中缺乏相适配的混料装置的问题，可以提高碳纳米改性材料制备工作效益。

技术特征：

1.一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法，其特征在于：包括碳酸镁，碳酸钙，碳酸镍，碳酸铅、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碱金属、碱土金属碳酸盐、改性试剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：原料均质：先称取重量份数为一份的碳酸盐，均质后记做电解物质；之后在反应炉中安装阳极、阴极和电解质坩埚，将得到的电解物质加入电解质坩埚中，在阴极上预先涂覆成核剂材料，反应炉为压力容器，配有加压装置；将电解物质逐步加热，同时，向反应器内部通入二氧化碳气体，启动加压装置将钟罩炉中的压强提高至0.1-100mpa以保证钟罩炉气氛压力大于电解物质中所添加碳酸盐分解反应产生的二氧化碳分压，继续加热至500-880℃，使碳酸盐在高压和二氧化碳气体保护下，不发生热分解而进入熔融状态；之后将各物料通过混料设备进行高效混合，节省其混料时间，提高加工效益；这里在添加改性试剂时，根据实际需求进行相适应添加，提高碳纳米改性材料的制作质量，且在此基础上不会浪费资源；设置电压为1.5-2.2v，电流密度为400-900a/m 2，预电解持续60min后，将电压增加为2-10v，电流密度增加为800-12000a/m 2，持续6h，在电解过程中，阴极表面会富集沉积碳产物；电解完成后，刮取沉积碳产物，破碎为粉体后将所得粉体通过物理法再熔融工艺，熔融沉积碳产物粉体，将所得熔融的沉积碳产物粉体投入离心设备进行离心，分离沉积碳和碳酸盐的混合产物，离心所得产物记为产物棒；将产物棒进行切割分离，分别取出沉积碳和碳酸盐固体部分，以及沉积碳和碳酸盐混合的中间层，分别用破碎机将该三部分破碎为粉体，沉积碳粉体即为碳纳米改性材料产物。

3.根据权利要求1所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述混料设备包含有混料装置(1)、搅拌混料电机(4)和原料添加辅助装置(8)、辅助组件(9)；所述混料装置(1)顶部设置有主料进料口(2)，混料装置(1)的底部设置有出料口(3)，所述搅拌混料电机(4)设置连接在混料装置(1)上，且搅拌混料电机(4)与转动轴(5)设置连接，所述转动轴(5)延伸至混料装置(1)内腔中，所述转动轴(5)的边侧等距设置有混料杆(6)，所述混料杆(6)的一侧对称设置有辅助斜面(7)，所述混料装置(1)的边侧等距设置有原料添加辅助装置(8)，所述原料添加辅助装置(8)与辅助组件(9)设置连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述混料杆(6)在转动轴(5)上等距呈环形设置，且两个混料杆(6)设置为一组。

5.根据权利要求3所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述原料添加辅助装置(8)包含有送料管体(801)、密封连接环(802)、连接管口(803)、送料伸缩控制杆(804)、推料柱塞(805)、储料筒(806)、封盖(807)、出料嘴(808)；所述送料管体(801)等距嵌接设置在混料装置(1)的边侧位置，且送料管体(801)上固定设置有密封连接环(802)，所述密封连接环(802)通过螺钉固定设置在混料装置(1)的侧壁上，所述送料管体(801)的一端延伸至混料装置(1)内腔中，且端部设置有出料嘴(808)，所述连接管口(803)设置在送料管体(801)上，且连接管口(803)与储料筒(806)的筒口螺纹连接，所述储料筒(806)上设置有封盖(807)，所述送料伸缩控制杆(804)固定设置在送料管体(801)的一端，所述送料伸缩控制杆(804)的一端延伸至送料管体(801)中，且端部固定设置有推料柱塞(805)，所述送料管体(801)外侧等距设置有辅助组件(9)。

6.根据权利要求5所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述送料管体(801)与混料杆(6)设置位置相对应。

7.根据权利要求5所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述推料柱塞(805)在送料伸缩控制杆(804)带动作用下在送料管体(801)中进行滑动。

8.根据权利要求3所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述辅助组件(9)包含有限位环形槽(901)、半环体(902)、对接板(903)、旋动辅助滚珠(904)、试剂容纳腔(905)、加注嘴(906)、固定体(907)、活动柱针(908)、连接板(909)、卸料槽(910)、封堵环锥(911)、辅助弹簧(912)、辅助凸粒(913)；所述限位环形槽(901)等距设置在送料管体(801)外侧壁，所述半环体(902)的两端对称固定设置有对接板(903)，所述半环体(902)内侧壁等距嵌接活动设置有旋动辅助滚珠(904)，所述半环体(902)中设置有试剂容纳腔(905)，所述加注嘴(906)固定设置在半环体(902)上，且加注嘴(906)与试剂容纳腔(905)相连通设置，所述固定体(907)设置在半环体(902)上，且固定体(907)中设置有卸料槽(910)，所述活动柱针(908)活动插接设置在卸料槽(910)中，且活动柱针(908)的一端延伸至固定体(907)中设，端部固定设置有连接板(909)，所述封堵环锥(911)固定设置在活动柱针(908)上，且封堵环锥(911)与卸料槽(910)设置位置相对应、设置组数相同，所述连接板(909)上等距固定设置有辅助弹簧(912)，所述辅助弹簧(912)的一端固定设置在固定体(907)中，所述活动柱针(908)的另一端设置有锥形面，且锥形面上等距固定设置有辅助凸粒(913)。

9.根据权利要求8所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：两个所述半环体(902)形成一个活动环，两个半环体(902)端部的对接板(903)通过螺丝进行连接固定。

10.根据权利要求8所述的一种用于盾尾密封碳纳米改性材料的制备方法，其特征在于：所述卸料槽(910)设置为柱形槽，且卸料槽(910)直径小于活动柱针(908)的直径。

技术总结本发明涉及高分子技术领域，具体为一种用于盾尾密封碳纳米改性材料及其制备方法，包括碳酸镁，碳酸钙，碳酸镍，碳酸铅、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾等碱金属、碱土金属碳酸盐、改性试剂；在混料加工过程中，通过设置的混料设备进行混料加工，其包含有混料装置、混料杆和原料添加辅助装置、辅助组件，将各物料通过混料设备进行高效混合，节省其混料时间，提高加工效益；且在添加改性试剂时，能够根据实际需求进行相适应添加，提高碳纳米改性材料的制作质量；因此，本发明现有技术下盾尾密封碳纳米改性材料制备过程中缺乏相适配的混料装置的问题，可以提高碳纳米改性材料制备工作效益。技术研发人员：何燕,唐永利,张庆生,何锋,汪亦显,佘凯,杨志,李令昊,薛亮,张国宇,代亚楠,张辉,汪成军,汪伟军受保护的技术使用者：中铁二十四局集团安徽工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10