[發明專利]一種多壁碳納米管復合定形相變材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010473446.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111548772A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 繆建文;李敏敏;宋國華;夏杰;王燕
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;A24F40/40;A24D3/17
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 許潔

1.一種多壁碳納米管復合定形相變材料，其特征在于：所述的多壁碳納米管復合定形相變材料按質量百分比由以下原料通過物理共混法制備得到：多壁碳納米管16.7-83.3wt％；相變材料16.7-83.3wt％；生物可降解材料0-16.7wt％。

2.根據權利要求1所述的多壁碳納米管復合定形相變材料，其特征在于：所述的相變材料可以為乙二醇硬脂酸雙酯EGDS，純度≥85wt％；所述相變材料可以為聚乙二醇，所述聚乙二醇的分子量為2000-10000；所述相變材料可以為石蠟PA，所述石蠟的熔點在56-58℃之間。

3.根據權利要求1所述的多壁碳納米管復合定形相變材料，其特征在于：所述的多壁碳納米管可以為純MWNTs，純度高于95wt％，也可以為經純MWNTs酸化改性后的MWNT-COOHs。

4.根據權利要求1所述的多壁碳納米管復合定形相變材料，其特征在于：所述的生物可降解材料包括PHBV、PHA和PHB生物可降解聚羥基脂肪酯類材料，聚-3-羥基丁酸-3-羥基戊酸酯(PHBV)的粒徑大小為100-800目，hv含量為5-15mol％。

5.一種根據權利要求1-4任意一項所述的多壁碳納米管復合定形相變材料的制備方法，其特征在于：采用物理共混法制備多壁碳納米管復合定形相變材料，具體操作方法如下：

(1)使用一定體積的無水乙醇做分散液，分別將一定質量的相變材料、多壁碳納米管MWNTs和生物可降解材料放置于兩個150mL圓底燒瓶，并在80℃下攪拌0.5h；

(2)將相變材料的乙醇溶液趁熱加入到MWNTs的乙醇懸濁液后，并依次在80℃下超聲輔助分散0.5h及60℃下恒溫攪拌1h；

(3)使用旋轉蒸發儀除去乙醇，并在50℃烘箱內干燥48h，得到細黑顆粒狀固體，即多壁碳納米管復合定形相變材料；

(4)將制得的材料粉碎、壓片、粉碎后過篩，得到具有一定直徑的多壁碳納米管復合定形相變材料顆粒。

6.根據權利要求5所述的多壁碳納米管復合定形相變材料的制備方法，其特征在于：所述的多壁碳納米管復合定形相變材料直接采用無水乙醇分散均勻、物理共混即可，且制備過程綠色無污染，使用的原料及產品均無毒無害。

7.根據權利要求6所述的多壁碳納米管復合定形相變材料的制備方法，其特征在于：所述的多壁碳納米管復合定形相變材料相變焓較高，最高可達142.4J/g，耐高溫和定形性能較好，均能在170℃以上高溫下保持形態穩定。

8.一種根據權利要求1所述的多壁碳納米管復合定形相變材料的應用，其特征在于：將多壁碳納米管復合定形相變材料顆粒添加至加熱不燃燒卷煙iQOS濾嘴中的降溫段中；所述降溫段由M cm長的成型多孔材料和N cm長的復合定形相變材料構成；M+N＝1.8cm，且M＞0；成型多孔材料降溫段具有一定孔隙率，緊靠中空醋纖段主要起預冷、填充及調節吸阻的作用；多壁碳納米管復合定形相變材料以顆粒的形式添加在成型多孔材料和過濾嘴之間的降溫段內，顆粒大小為10-20目和20-40目，裝煙吸阻為0.5-0.65kPa，接近于iQOS加熱不燃燒卷煙配套煙支的吸阻。