技术摘要：
本发明涉及一种包含破裂的碳纳米管并且不含有机化合物的附聚固体材料，以及制备其的方法及其用途。根据本发明的附聚固体材料由碳纳米管的连续阵列组成，并且堆积密度为0.01g/cm3至2g/cm3，所述碳纳米管的连续阵列包括平均尺寸d50小于5μm的碳纳米管的聚集体，其通过电 全部
背景技术：
碳纳米管由于其机械性质、其非常高的纵横比(长度/直径)以及其电性质而被公 认为具有巨大优势的材料。 事实上，应记得，碳纳米管(下文：CNT)具有特定的结晶结构，具有管状形状，中空 和封闭的，但是可具有敞开端，由以五边形、六边形和/或七边形规则排列的原子构成，由碳 获得。CNT一般由一个或多个石墨卷起层(rolled-up sheet)组成。因此，在单壁纳米管 (SWNT)和多壁纳米管(MWNT)之间有区别。 此外，还要注意，碳纳米管的平均直径通常为0.1至200nm，优选0.1至100nm，并且 有利地长度大于0.1μm，并且有利地为0.1至20μm。因此，其长度/直径比有利地大于10，并且 最经常大于100。 CNT可通过各种方法来生产；然而，通过化学气相沉积(CVD)的合成提供了大量的 CNT的制造。 通常，通过CVD技术合成CNT的方法包括(consist of)使碳源在500和1500℃之间 的温度下与催化剂接触，所述催化剂通常为金属涂覆的基底颗粒的流化床的形式。 合成的CNT以缠结的三维网络的形式附着至催化基底颗粒，形成包括平均尺寸为 几百微米的量级的CNT的附聚物的粉末。典型地，附聚物(其也称为初级聚集体)的平均尺寸 d50为300至600微米的量级，d50表示附聚物群体的50％的表观直径。如此获得的CNT可原样 使用，但是也可使其经历另外的进一步的纯化步骤，旨在除去催化基底的颗粒。 通过电子显微镜法观察，在微米尺度上，初级聚集体中的CNT的表面具有颗粒状结 构，表征了CNT的无序缠结。 CNT的自然缠结结构限制了其在某些应用中的使用，因为难以将大于几百微米的 聚集体均匀地整合在某些基质中。 因此提出了在生产期间减小CNT附聚物的尺寸，例如通过文献WO2007/074312中描 述的方法。该方法包括在合成反应器的内部或外部的研磨步骤，使得可限制在催化剂上的 CNT的缠结的三维网络的尺寸，并且使所述催化剂的活性催化位点可及(accessible)。 该方法可限制大于200μm的CNT附聚物的形成和/或减少它们的数量，并且生产更 高纯度的CNT，同时显着提高所采用的催化剂的生产率。 然而，通过已知技术在设备(例如球磨机、锤磨机、轮碾机(edge runnermill)、切 割磨机或气体喷射磨机)中进行的研磨使得可将初级聚集体分为较小的聚集体，尤其是平 均尺寸d50在10和200μm之间，但不改变CNT的缠结。结果，聚集体的性质没有变化，并且如此 获得的CNT的加工性没有改进。 此外，由于其粉状特性，该方法不能克服处理CNT的问题。 4 CN 111601770 A 说 明 书 2/12 页 为了解决这些问题，在文件WO 17/126775中提出了由粉末形式的CNT与分散溶剂 的混合物以5:1至1:2的重量比来制备CNT颗粒，并且挤出以颗粒形式获得的糊料，然后干 燥。该方法的一个特点是其仅使用少量的溶剂。如此获得的颗粒具有比CNT粉末的密度更高 的表观密度，特别是高于90kg/m3并且通常低于250kg/m3的密度。所采用的溶剂可选自一长 列的化合物，例如水，醇(甲醇，乙醇，丙醇)，酮(丙酮)，酰胺(二甲基甲酰胺，二甲基乙酰 胺)，酯或醚，芳族烃(苯，甲苯)或脂族烃。该方法使得可压实CNT粉末，并且使构成CNT颗粒 的附聚物的平均尺寸d50相对于构成CNT粉末的附聚物的尺寸减小超过60％。如此获得的颗 粒的粒度d50通常低于200μm，优选低于150μm，并且甚至低于20μm，或甚至低于15μm。然而， 聚集体的形态，即CNT的缠结，似乎没有通过该方法改变。 WO 2008/000163描述了一种制备碳纳米管的气凝胶的方法，其包括直径为约1nm 至约100微米并且密度为0.1至约100g/l的良好分散的碳纳米管的聚集体。这些气凝胶是不 含溶剂的，并且可用于制备碳纳米管和纳米复合材料的膜。 文献WO 2012/080626描述了将碳源的纳米填料引入到金属或金属合金中的方法。 结果是一种包含良好分散的纳米填料的金属复合材料，其密度接近于金属的密度，可用于 生产金属结构。 已经提出了用于解决处理处于粉末状态的CNT的问题的其他方法。已尤其提出了 将CNT分散在各种接收基质中以形成CNT的母料，因此以宏观尺寸的附聚固体形式使用CNT。 这些母料是即用型的，并且可完全安全地引入到基质中，以形成具有改进的性质的复合材 料。优选地，选择CNT的母料的接收基质以对应于复合材料的基质或与复合材料的基质相 容。 通常，根据这些方法，通过用于将CNT均匀地分散在液体或粘弹性接收基质中的机 械剪切来使初级聚集体破碎。 在现有技术中描述了这样的母料的各种制备方法，例如在申请人名下的以下文献 中：WO 09/047466；WO 10/109118；WO 10/109119；WO 2011/031411；WO 2011/117530；WO 2014/080144；WO 2016/066944；WO 2016/139434。 这些方法主要基于CNT和接收基质之间的相容性原理，从而导致CNT的均匀分散， 因此旨在改性CNT-接收基质界面。 为此目的，可引入有机化合物以改性CNT接收基质界面，通常为表面活性剂、分散 剂、增塑剂或其他具有基本上有机性质的化合物。 CNT的表面上的有机化合物的存在对于许多应用领域都是可接受的。然而，某些应 用领域要求使用纯CNT，尤其是不含有机化合物的CNT，所述有机化合物可污染它们所引入 其中以形成具有改进的性质的复合材料的基质。 因此，仍然需要在其表面上没有任何有机污染物的痕迹并且为适合于制备均匀分 散体的附聚固体形式的碳纳米管。 因此，本发明通过供应一种包含不含有机化合物的碳纳米管的附聚固体材料来满 足该需求，其不再是如在这些碳纳米管的合成中所获得的初级聚集体的形式。
技术实现要素：
本发明首先涉及一种包含不含有机化合物的松散碳纳米管(CNT)的附聚固体材 5 CN 111601770 A 说 明 书 3/12 页 料，其由碳纳米管的连续网络组成，所述碳纳米管的连续网络包括平均尺寸d50低于5μm的 碳纳米管的聚集体，其通过电子显微镜法通过图像分析确定的比例低于60面积％。 根据本发明的附聚固体材料的表观密度在0.01g/cm3和2g/cm3之间。 附聚固体材料可为任何粗制(rough,粗糙，未加工的)形状，或例如球形或圆柱形 形状，呈片、颗粒、块或其他块状物体等形式，其最小维度(dimension)大于一毫米，优选大 于3mm，而尺寸不受限制。 根据一个优选的实施方案，附聚固体材料为颗粒的形式。 “不含有机化合物”意指通过以5℃/min的速度升高进行的在空气中的TGA方法的 在150℃和350℃之间的重量损失小于1％。 “松散”意指总体上，CNT不再具有在合成期间获得的初级聚集体。根据本发明的附 聚固体材料的形态不对应于保持由CNT的合成得到的初级聚集体的形状记忆的材料，而是 构成该附聚固体材料的CNT的尺寸(直径，壁数)不改变。因此，本发明排除由压缩的初级聚 集体形式的碳纳米管组成的附聚固体材料。本发明的附聚固体材料的形态通过电子显微镜 法通过图像分析来表征，从而根据以下方法确定在20x 20μm2的样品面积上存在的尺寸d50 低于5μ的聚集体的平均比例： 在20μm x 20μm的面积上获得十张电子显微镜图像，其中5个在聚集体丰富的区域 中，而5个在聚集体较不可见的区域中。所有图像都是在固体材料的新破裂处(fracture)上 获得的。 对图像进行分析，以选择大小在0.5至5μm之间的可识别形状。可识别形状是聚集 体(浅色区域)或空隙(深色区域)。 归属于CNT的连续网络的灰色区域被认为是未被可识别形状覆盖的图像背景区 域。 被可识别形状填充的图像面积的百分比如下计算：S(可识别形状，以μm2为单位)* 100/400μm2。 “连续网络”意指聚集固态材料在电子显微镜下的图像背景，其未被d50尺寸低于5 μm的聚集体覆盖。根据本发明，CNT的连续网络不包括形状或明确定义的形状，并且在0.5-5 微米的尺度上不可分类。 根据本发明，根据图像分析，连续网络占大于40面积％。 根据本发明的一个实施方案，构成附聚固体材料的碳纳米管的表面可具有一定水 平的氧化。 根据本发明的一个实施方案，附聚固体材料可含有至少一种无机性质的化合物， 其紧密结合在碳纳米管的连续网络中。无机材料包括：金属性质的实体，碳，硅，硫，磷，硼和 其他固体单质(element，元素)；金属氧化物，硫化物和氮化物；氢氧化物和盐；复合结构的 陶瓷或所有这些无机材料的混合(物)。 根据一个实施方案，附聚固体材料以适合于预期应用的含量含有其他基于碳的纳 米填料例如石墨烯/石墨或炭黑的形式的碳。 这些无机性质的化合物可具有不同的形状因素(form factor)(各向同性或各向 异性)，并且最大维度为1mm。 根据一个实施方案，附聚固体材料的表观密度在0.1和1.0g/cm3之间。 6 CN 111601770 A 说 明 书 4/12 页 本发明还涉及一种制备所述附聚固体材料的方法。 根据本发明的制备方法的特征在于，其包括：至少一个在至少一种牺牲性物质和 任选地至少一种无机化合物的存在下压缩CNT粉末的步骤，随后将处于压缩状态的粉末高 剪切混合，然后成型以获得附聚固体材料并且最终移除牺牲性物质。 CNT粉末可为直接从合成反应器获得的CNT粉末，或者已经历初步研磨和/或纯化 处理或任何化学处理或与无机性质的化合物混合的CNT粉末。 压缩CNT粉末的步骤导致更致密的压实的CNT，其表观密度远高于处于粉末状态的 CNT的表观密度。 处于压缩状态的粉末的高剪切混合使得可确保在粉末中存在的CNT聚集体的剪 切，以减小其尺寸，并且同时改变CNT在聚集体中的缠结的性质，或使聚集体完全消失，从而 获得CNT的连续网络。 压缩步骤和高剪切混合步骤有利地在配混装置中进行。 “牺牲性物质”意指在最终移除之后不改变CNT的表面的物质。其可为液体、固体或 超临界化合物。牺牲性物质可为水、溶剂、有机分子或聚合物或其所有比例的混合物。牺牲 性物质可具有亲水或疏水性质。 牺牲性物质可通过适合其性质的任何方式移除，例如通过干燥、煅烧、热裂解、热 解、脱气等。选择牺牲性物质的方式为使得其可被完全移除，而在最终产品中不会留下任何 痕迹或残留物。 根据期望的附聚固体材料的密度来选择CNT与牺牲性基质的重量比。 有利地，附聚固体材料的孔隙率百分比对应于牺牲性物质的体积分数。 根据一个实施方案，根据本发明的制备附聚固体材料的方法的特征在于，其至少 包括在该方法中实施的以下步骤： a)将处于粉末状态的CNT和至少一种牺牲性物质以10/90至40/60、优选10/90至 32/68的重量比以及任选地至少一种无机化合物装入配混装置； b)在所述装置中混合CNT和牺牲性物质，以形成附聚物理形式的混合物； c)收取附聚固体材料的形式的混合物； d)移除牺牲性基质。 可重复步骤b)和c)以实现更高水平的崩解(瓦解，disintegration)。 根据本发明，“配混装置”意指在塑料工业中常规使用的用于将处于熔融状态的热 塑性聚合物和添加剂混合以生产复合材料的设备。 配混装置是本领域技术人员熟悉的，并且通常包括：进料装置，尤其是至少一个用 于粉状材料的料斗和/或至少一个用于液体材料的注射泵；用于高剪切混合的装置，例如同 向旋转或反向旋转双螺杆挤出机或共捏合机，锥形混合器或任何类型的螺杆混合器，通常 包括设置在加热的桶(管)中的环形(endless)螺杆；排出头，使排出的物料具有其形状；以 及用于在空气中或使用水回路冷却材料的装置。材料通常呈连续离开装置的棒的形式，并 且可被切碎或制成颗粒的形式。然而，可通过将期望形状的模头装配在排出模头上来获得 其他形状。 本发明进一步涉及根据本发明的方法可获得的附聚固体材料。 在根据本发明的方法中采用一定比例的牺牲性物质使得可调整附聚固体材料所 7 CN 111601770 A 说 明 书 5/12 页 期望的密度和/或孔隙率。 相对于处于粉末状态的CNT，根据本发明的方法获得的构成附聚固体材料的松散 CNT更容易分散在多种介质、液体、固体或熔融状态中。因此，它们在许多应用领域中有利地 用于赋予改进的性质，尤其是导电性或机械强度。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于将碳 纳米管引入(incorporat，并入)基于水或有机液体的配制物中的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制造 热塑性或热固性类型的复合材料的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 弹性体组合物的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制造 电池和超级电容器的组件的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 用于锂离子电池、锂硫电池、钠硫电池或铅酸电池或其他类型的能量存储系统的电极配制 物的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 构成电极的催化剂载体的用途。 本发明使得可克服现有技术的缺点，同时尊重与职业健康和卫生有关的限制。 附图说明 图1是根据本发明的附聚固体材料的形态的SEM图像。 图2是CNT粉末(对比)的形态的SEM图像。
本发明涉及一种包含破裂的碳纳米管并且不含有机化合物的附聚固体材料，以及制备其的方法及其用途。根据本发明的附聚固体材料由碳纳米管的连续阵列组成，并且堆积密度为0.01g/cm3至2g/cm3，所述碳纳米管的连续阵列包括平均尺寸d50小于5μm的碳纳米管的聚集体，其通过电 全部
背景技术：
碳纳米管由于其机械性质、其非常高的纵横比(长度/直径)以及其电性质而被公 认为具有巨大优势的材料。 事实上，应记得，碳纳米管(下文：CNT)具有特定的结晶结构，具有管状形状，中空 和封闭的，但是可具有敞开端，由以五边形、六边形和/或七边形规则排列的原子构成，由碳 获得。CNT一般由一个或多个石墨卷起层(rolled-up sheet)组成。因此，在单壁纳米管 (SWNT)和多壁纳米管(MWNT)之间有区别。 此外，还要注意，碳纳米管的平均直径通常为0.1至200nm，优选0.1至100nm，并且 有利地长度大于0.1μm，并且有利地为0.1至20μm。因此，其长度/直径比有利地大于10，并且 最经常大于100。 CNT可通过各种方法来生产；然而，通过化学气相沉积(CVD)的合成提供了大量的 CNT的制造。 通常，通过CVD技术合成CNT的方法包括(consist of)使碳源在500和1500℃之间 的温度下与催化剂接触，所述催化剂通常为金属涂覆的基底颗粒的流化床的形式。 合成的CNT以缠结的三维网络的形式附着至催化基底颗粒，形成包括平均尺寸为 几百微米的量级的CNT的附聚物的粉末。典型地，附聚物(其也称为初级聚集体)的平均尺寸 d50为300至600微米的量级，d50表示附聚物群体的50％的表观直径。如此获得的CNT可原样 使用，但是也可使其经历另外的进一步的纯化步骤，旨在除去催化基底的颗粒。 通过电子显微镜法观察，在微米尺度上，初级聚集体中的CNT的表面具有颗粒状结 构，表征了CNT的无序缠结。 CNT的自然缠结结构限制了其在某些应用中的使用，因为难以将大于几百微米的 聚集体均匀地整合在某些基质中。 因此提出了在生产期间减小CNT附聚物的尺寸，例如通过文献WO2007/074312中描 述的方法。该方法包括在合成反应器的内部或外部的研磨步骤，使得可限制在催化剂上的 CNT的缠结的三维网络的尺寸，并且使所述催化剂的活性催化位点可及(accessible)。 该方法可限制大于200μm的CNT附聚物的形成和/或减少它们的数量，并且生产更 高纯度的CNT，同时显着提高所采用的催化剂的生产率。 然而，通过已知技术在设备(例如球磨机、锤磨机、轮碾机(edge runnermill)、切 割磨机或气体喷射磨机)中进行的研磨使得可将初级聚集体分为较小的聚集体，尤其是平 均尺寸d50在10和200μm之间，但不改变CNT的缠结。结果，聚集体的性质没有变化，并且如此 获得的CNT的加工性没有改进。 此外，由于其粉状特性，该方法不能克服处理CNT的问题。 4 CN 111601770 A 说 明 书 2/12 页 为了解决这些问题，在文件WO 17/126775中提出了由粉末形式的CNT与分散溶剂 的混合物以5:1至1:2的重量比来制备CNT颗粒，并且挤出以颗粒形式获得的糊料，然后干 燥。该方法的一个特点是其仅使用少量的溶剂。如此获得的颗粒具有比CNT粉末的密度更高 的表观密度，特别是高于90kg/m3并且通常低于250kg/m3的密度。所采用的溶剂可选自一长 列的化合物，例如水，醇(甲醇，乙醇，丙醇)，酮(丙酮)，酰胺(二甲基甲酰胺，二甲基乙酰 胺)，酯或醚，芳族烃(苯，甲苯)或脂族烃。该方法使得可压实CNT粉末，并且使构成CNT颗粒 的附聚物的平均尺寸d50相对于构成CNT粉末的附聚物的尺寸减小超过60％。如此获得的颗 粒的粒度d50通常低于200μm，优选低于150μm，并且甚至低于20μm，或甚至低于15μm。然而， 聚集体的形态，即CNT的缠结，似乎没有通过该方法改变。 WO 2008/000163描述了一种制备碳纳米管的气凝胶的方法，其包括直径为约1nm 至约100微米并且密度为0.1至约100g/l的良好分散的碳纳米管的聚集体。这些气凝胶是不 含溶剂的，并且可用于制备碳纳米管和纳米复合材料的膜。 文献WO 2012/080626描述了将碳源的纳米填料引入到金属或金属合金中的方法。 结果是一种包含良好分散的纳米填料的金属复合材料，其密度接近于金属的密度，可用于 生产金属结构。 已经提出了用于解决处理处于粉末状态的CNT的问题的其他方法。已尤其提出了 将CNT分散在各种接收基质中以形成CNT的母料，因此以宏观尺寸的附聚固体形式使用CNT。 这些母料是即用型的，并且可完全安全地引入到基质中，以形成具有改进的性质的复合材 料。优选地，选择CNT的母料的接收基质以对应于复合材料的基质或与复合材料的基质相 容。 通常，根据这些方法，通过用于将CNT均匀地分散在液体或粘弹性接收基质中的机 械剪切来使初级聚集体破碎。 在现有技术中描述了这样的母料的各种制备方法，例如在申请人名下的以下文献 中：WO 09/047466；WO 10/109118；WO 10/109119；WO 2011/031411；WO 2011/117530；WO 2014/080144；WO 2016/066944；WO 2016/139434。 这些方法主要基于CNT和接收基质之间的相容性原理，从而导致CNT的均匀分散， 因此旨在改性CNT-接收基质界面。 为此目的，可引入有机化合物以改性CNT接收基质界面，通常为表面活性剂、分散 剂、增塑剂或其他具有基本上有机性质的化合物。 CNT的表面上的有机化合物的存在对于许多应用领域都是可接受的。然而，某些应 用领域要求使用纯CNT，尤其是不含有机化合物的CNT，所述有机化合物可污染它们所引入 其中以形成具有改进的性质的复合材料的基质。 因此，仍然需要在其表面上没有任何有机污染物的痕迹并且为适合于制备均匀分 散体的附聚固体形式的碳纳米管。 因此，本发明通过供应一种包含不含有机化合物的碳纳米管的附聚固体材料来满 足该需求，其不再是如在这些碳纳米管的合成中所获得的初级聚集体的形式。
技术实现要素：
本发明首先涉及一种包含不含有机化合物的松散碳纳米管(CNT)的附聚固体材 5 CN 111601770 A 说 明 书 3/12 页 料，其由碳纳米管的连续网络组成，所述碳纳米管的连续网络包括平均尺寸d50低于5μm的 碳纳米管的聚集体，其通过电子显微镜法通过图像分析确定的比例低于60面积％。 根据本发明的附聚固体材料的表观密度在0.01g/cm3和2g/cm3之间。 附聚固体材料可为任何粗制(rough,粗糙，未加工的)形状，或例如球形或圆柱形 形状，呈片、颗粒、块或其他块状物体等形式，其最小维度(dimension)大于一毫米，优选大 于3mm，而尺寸不受限制。 根据一个优选的实施方案，附聚固体材料为颗粒的形式。 “不含有机化合物”意指通过以5℃/min的速度升高进行的在空气中的TGA方法的 在150℃和350℃之间的重量损失小于1％。 “松散”意指总体上，CNT不再具有在合成期间获得的初级聚集体。根据本发明的附 聚固体材料的形态不对应于保持由CNT的合成得到的初级聚集体的形状记忆的材料，而是 构成该附聚固体材料的CNT的尺寸(直径，壁数)不改变。因此，本发明排除由压缩的初级聚 集体形式的碳纳米管组成的附聚固体材料。本发明的附聚固体材料的形态通过电子显微镜 法通过图像分析来表征，从而根据以下方法确定在20x 20μm2的样品面积上存在的尺寸d50 低于5μ的聚集体的平均比例： 在20μm x 20μm的面积上获得十张电子显微镜图像，其中5个在聚集体丰富的区域 中，而5个在聚集体较不可见的区域中。所有图像都是在固体材料的新破裂处(fracture)上 获得的。 对图像进行分析，以选择大小在0.5至5μm之间的可识别形状。可识别形状是聚集 体(浅色区域)或空隙(深色区域)。 归属于CNT的连续网络的灰色区域被认为是未被可识别形状覆盖的图像背景区 域。 被可识别形状填充的图像面积的百分比如下计算：S(可识别形状，以μm2为单位)* 100/400μm2。 “连续网络”意指聚集固态材料在电子显微镜下的图像背景，其未被d50尺寸低于5 μm的聚集体覆盖。根据本发明，CNT的连续网络不包括形状或明确定义的形状，并且在0.5-5 微米的尺度上不可分类。 根据本发明，根据图像分析，连续网络占大于40面积％。 根据本发明的一个实施方案，构成附聚固体材料的碳纳米管的表面可具有一定水 平的氧化。 根据本发明的一个实施方案，附聚固体材料可含有至少一种无机性质的化合物， 其紧密结合在碳纳米管的连续网络中。无机材料包括：金属性质的实体，碳，硅，硫，磷，硼和 其他固体单质(element，元素)；金属氧化物，硫化物和氮化物；氢氧化物和盐；复合结构的 陶瓷或所有这些无机材料的混合(物)。 根据一个实施方案，附聚固体材料以适合于预期应用的含量含有其他基于碳的纳 米填料例如石墨烯/石墨或炭黑的形式的碳。 这些无机性质的化合物可具有不同的形状因素(form factor)(各向同性或各向 异性)，并且最大维度为1mm。 根据一个实施方案，附聚固体材料的表观密度在0.1和1.0g/cm3之间。 6 CN 111601770 A 说 明 书 4/12 页 本发明还涉及一种制备所述附聚固体材料的方法。 根据本发明的制备方法的特征在于，其包括：至少一个在至少一种牺牲性物质和 任选地至少一种无机化合物的存在下压缩CNT粉末的步骤，随后将处于压缩状态的粉末高 剪切混合，然后成型以获得附聚固体材料并且最终移除牺牲性物质。 CNT粉末可为直接从合成反应器获得的CNT粉末，或者已经历初步研磨和/或纯化 处理或任何化学处理或与无机性质的化合物混合的CNT粉末。 压缩CNT粉末的步骤导致更致密的压实的CNT，其表观密度远高于处于粉末状态的 CNT的表观密度。 处于压缩状态的粉末的高剪切混合使得可确保在粉末中存在的CNT聚集体的剪 切，以减小其尺寸，并且同时改变CNT在聚集体中的缠结的性质，或使聚集体完全消失，从而 获得CNT的连续网络。 压缩步骤和高剪切混合步骤有利地在配混装置中进行。 “牺牲性物质”意指在最终移除之后不改变CNT的表面的物质。其可为液体、固体或 超临界化合物。牺牲性物质可为水、溶剂、有机分子或聚合物或其所有比例的混合物。牺牲 性物质可具有亲水或疏水性质。 牺牲性物质可通过适合其性质的任何方式移除，例如通过干燥、煅烧、热裂解、热 解、脱气等。选择牺牲性物质的方式为使得其可被完全移除，而在最终产品中不会留下任何 痕迹或残留物。 根据期望的附聚固体材料的密度来选择CNT与牺牲性基质的重量比。 有利地，附聚固体材料的孔隙率百分比对应于牺牲性物质的体积分数。 根据一个实施方案，根据本发明的制备附聚固体材料的方法的特征在于，其至少 包括在该方法中实施的以下步骤： a)将处于粉末状态的CNT和至少一种牺牲性物质以10/90至40/60、优选10/90至 32/68的重量比以及任选地至少一种无机化合物装入配混装置； b)在所述装置中混合CNT和牺牲性物质，以形成附聚物理形式的混合物； c)收取附聚固体材料的形式的混合物； d)移除牺牲性基质。 可重复步骤b)和c)以实现更高水平的崩解(瓦解，disintegration)。 根据本发明，“配混装置”意指在塑料工业中常规使用的用于将处于熔融状态的热 塑性聚合物和添加剂混合以生产复合材料的设备。 配混装置是本领域技术人员熟悉的，并且通常包括：进料装置，尤其是至少一个用 于粉状材料的料斗和/或至少一个用于液体材料的注射泵；用于高剪切混合的装置，例如同 向旋转或反向旋转双螺杆挤出机或共捏合机，锥形混合器或任何类型的螺杆混合器，通常 包括设置在加热的桶(管)中的环形(endless)螺杆；排出头，使排出的物料具有其形状；以 及用于在空气中或使用水回路冷却材料的装置。材料通常呈连续离开装置的棒的形式，并 且可被切碎或制成颗粒的形式。然而，可通过将期望形状的模头装配在排出模头上来获得 其他形状。 本发明进一步涉及根据本发明的方法可获得的附聚固体材料。 在根据本发明的方法中采用一定比例的牺牲性物质使得可调整附聚固体材料所 7 CN 111601770 A 说 明 书 5/12 页 期望的密度和/或孔隙率。 相对于处于粉末状态的CNT，根据本发明的方法获得的构成附聚固体材料的松散 CNT更容易分散在多种介质、液体、固体或熔融状态中。因此，它们在许多应用领域中有利地 用于赋予改进的性质，尤其是导电性或机械强度。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于将碳 纳米管引入(incorporat，并入)基于水或有机液体的配制物中的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制造 热塑性或热固性类型的复合材料的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 弹性体组合物的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制造 电池和超级电容器的组件的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 用于锂离子电池、锂硫电池、钠硫电池或铅酸电池或其他类型的能量存储系统的电极配制 物的用途。 本发明还涉及根据本发明的或根据本发明的方法获得的附聚固体材料用于制备 构成电极的催化剂载体的用途。 本发明使得可克服现有技术的缺点，同时尊重与职业健康和卫生有关的限制。 附图说明 图1是根据本发明的附聚固体材料的形态的SEM图像。 图2是CNT粉末(对比)的形态的SEM图像。
