1.碳納米管抗靜電防腐涂料
納米抗靜電防腐涂料具有優越性價比,價格只有國外同類產品的二分之一,極具市場竟爭力。本項目五大關鍵技術:
1 、采用的是以碳納米管為導電功能體,來制備導靜電性能優良的涂料。
2 、碳納米管在環氧樹脂中的分散技術
3 、納米抗靜電防腐涂料的優化配方
4 、納米抗靜電防腐涂料專用固化體系
5 、納米抗靜電防腐涂料的施工工藝。
兩大創新:
1 、碳納米管優良的導電性能和化學穩定性,使其制得的納米抗靜電金屬防腐涂料,可以滿足 GB6950-2001 國家標準所規定的各項技術指標。
2 、在固化體系中,既含有對環氧有良好固化性能的胺類化合物,又含有能與固化后產生的羥基反應的基團,較好的解決了對涂料既耐水,又耐油;既抗靜電,又防腐;既耐磨,又耐沖擊。
產品適應范圍
各類儲油罐、油管、采油設備、煉油設備
天然氣設施設備、航空航天(機場)設施設備
電子設備、槽車、汽車
艦艇船舶、軍用設備
地坪跑道、大型精密儀器廠房
本產品已在中石化巴陵分公司儲油罐應用二年,檢測性能十分優良。
納米碳管為基體制成的靜電噴漆級混料只需在塑料配方中添加約2%-3%的份量,塑料產品即可獲得理想的導電性,并達到A 級表面質量。
日本三菱化學公司,將少量直徑1nm~50nm,長度數微米碳納米管粒子分散到聚碳酸酯樹脂中,制成聚碳酸酯納米復合材料,其商品名稱HypersiteW 1000于2000年推向市場。Hypersite W1000代表性牌號的物性如下:密度1.3g/cm3,拉伸強度60MPa,斷裂伸長率80%,彎曲強度100MPa,彎曲模量2.5GPa, 懸臂梁缺口沖擊強度150J/m,熱變形溫度158℃(0.45MPa下)和145℃(1.81MPa下),體積電阻率103~1011Ω·cm,表面電阻率104~1012Ω。這種納米復合材料具有優異的表面光潔度,物理機械性能,很少發生所謂的粒子脫落,是理想的高性能抗靜電材料,應用于高性能抗靜電材料等領域。
日本三井化學正在開發一種新的聚酰亞胺碳納米復合材料以用于汽車發動機部件和半導體篩選機上。新材料命名為AurumCNT,適用了來自Hyperion Catalysis公司的多壁碳納米管。三井化學稱,與傳統防靜電材料相比,該新材料具有除塵特點,因而它適用于需要高清潔度的制造半導體加工機具或用于硬盤驅動的部件上。
大陸菲利普斯與美國西南納米技術公司(SweNT)組建技術聯盟,也加快了低成本碳納米管的商業化步伐,應用于塑料摻混物是其目標市場之一。據估算,全球摻混塑料市場到2005年將達到50億美元/年,單壁碳納米管可使聚合物提高抗靜電、靜電分散和電磁屏蔽干擾能力,其摻混聚合物市場可達10億美元/年。
LNP 公司則可供應高純度靜電消散材料——“ 超干凈Stat- Kon”,即在PEEK 和PEI 材料中添加納米碳管, 用以生產晶片盒和磁盤驅動元件。它的離子污染據說比碳纖維材料要低65%~90%。
電子工業上,聚碳酸酯和聚醚酰亞胺(GE的Ultem)材質的計算機硬件,經由碳納米管的增強,可以有更好的傳導性,表面更加光滑。
2.碳納米管作為電極材料的研究
(1) 鋰離子電池負極材料。CNTs的層間距為0.34nm,略大于石墨的層間距0.335nm,這有利于Li+離子的嵌入與遷出,它特殊的圓筒狀構型不僅可使Li+從外壁和內壁兩方面嵌入,又可防止因溶劑化Li+離子嵌入引起的石墨層剝離而造成負極材料的損壞。CNTs摻雜石墨時可提高石墨負極的導電性,消除極化。實驗表明,用CNTs作為添加劑或單獨用作鋰離子電池的負極材料均可顯著提高負極材料的嵌Li+容量和穩定性。
(2) 電雙層電容極材料。電雙層電也是一種能量存儲裝置。除容量較。ㄒ话銥槎捂囨k電池的1%)外,電雙層電容的其它綜合性能比二次電池要好得多,如可大電流充放電,幾乎沒有充放電過電壓,循環壽命可達上萬次,工作溫度范圍寬等。電雙層電容在聲頻一視頻設備、調諧器、電話機和傳真機等通訊設備及各種家用電器中得到了廣泛應用。
作為電雙層電容電極材料,要求材料結晶度高,導電性好,比表面積大,微孔大小集中在一定的范圍內。而目前一般用多孔炭作電極材料,不但微孔分布寬(對存儲能量有貢獻的孔不到30%),而且結晶度低,導電性差,導致容量小。沒有合適的材料是限制電雙層電容在更廣闊范圍內使用的一個重要原因。
碳納米管比表面積大,結晶度高,導電性好,微孔大小可通過合成工藝加以控制,因而有可能成為一種理想的電極材料。美國Hyperion催化國際有限公司報道,以催化裂解法制備的碳納米管(管外徑約8nm)為電極材料,以38wt%H2SO4為電解液,可獲得大于113F/g的電容量,比目前多孔炭電容量高出2倍多。我們以外徑30nm的碳納米管為電極材料,以PVDF為粘結劑,以1MN(C2H5)4BF4/PC為電解液構成電雙層電容,測得碳納米管電極電容量為89F/g。
目前以碳納米管為電極材料的電雙層電容,其重量比功率已超過8kw/kg,使其有可能作為電動汽車的啟動電源使用。
3.碳納米管作為催化劑載體
納米材料比表面積大,表面原子比率大(約占總原子數的50%),使體系的電子結構和晶體結構明顯改變,表現出特殊的電子效應和表面效應。如氣體通過碳納米管的擴散速度為通過常規催化劑顆粒的上千倍,擔載催化劑后極大提高催化劑的活性和選擇性。
碳納米管作為納米材料家族的新成員,其特殊的結構和表面特性、優異的儲氫能力和金屬及半導體導電性,使其在加氫、脫氫和擇型催化等反應中具有很大的應用潛力。碳納米管一旦在催化上獲得應用,可望極大提高反應的活性和選擇性,產生巨大的經濟效益。
4.碳納米管作為微波吸收劑
由于特殊的結構和介電性質,碳納米管(CNTs)表現出較強的寬帶微波吸收性能,它同時還具有重量輕、導電性可調變、高溫抗氧化性能強和穩定性好等特點,是一種有前途的理想微波吸收劑,有可能用于隱形材料、電磁屏蔽材料或暗室吸波材料。應研究碳納米管中引入量對其作為微波吸收劑性能的影響,為碳納米管微波吸收劑的實際應用奠定基礎。
5.碳納米管儲氫技術的應用
正如我們所知,氫氣成本低且效率高,在能源日益顯現不足和燃油汽車造成人類生存環境極大污染的今天,以氫燃料作為汽車燃料的呼聲日益高漲。從90年代起,許多發達國家都制定了系統的氫能研究計劃,其短期目標是氫燃料電池汽車的商業化,F在利用氫能的障礙是氫氣的規;鎯瓦\輸。碳納米管由于其管道結構及多壁碳管之間的類石墨層空隙,成為最有潛力的儲氫材料,并是當前研究的熱點。碳納米管儲氫的優越性將使碳納米管燃料電池成為最具發展潛力的新型汽車動力源。
本發明涉及一種碳納米管儲氫及其包覆方法。包括儲氫和包覆兩個部分,先進行純化、洗滌、干燥、剪切預處理,然后將包覆介質送入包覆罐,碳納米管送入儲氫罐進行碳納米管儲氫,儲氫后的碳納米管在氣流帶動下,經壓力閥進入包覆罐進行儲氫碳納米管包覆,包覆結束后,打開放散閥,使包覆罐恢復常壓,取出包覆后的儲氫碳納米管,即得干燥狀態的包覆后的儲氫碳納米管。本發明實現了碳納米管的高壓儲氫和常壓輸運的目的,可以對碳納米管的儲氫量進行比較精確的計算,從而達到雙重驗證的目的,適用于一切納米、亞微米、微米材料的吸附與包覆,包覆后的儲氫碳納米管可以作為推進劑的有益補充能源用在固體火箭推進劑或火藥中,也可用于能源電池中。
經過熔融共混或者原位聚合,填充3%-5%的碳納米管粒子就完全能夠改變塑料的熱性能、力學性能、導電性能、阻隔性能和阻燃性能。通過對碳納米管的表面進行化學處理,使之與聚合物有良好的相容性,從而能夠更好地分散在基體樹脂中。目前,將碳納米管分散在聚合物內的技術主要在以下幾個領域得到了商業化的應用:高強度的工程塑料、模具,特別是在汽車零部件系統領域;導電或者導靜電塑料、涂料領域。目前已經有大規模的應用試驗,特別是臺灣地區,添加量在5%左右的導靜電塑料,主要銷往美國,僅僅是用于電腦主板的包裝材料,碳納米管抗靜電塑料的用量就達到數百噸的規模。 |