BR0215135B1 - Método para preparar uma dispersão estável de nanopartículas de carbono em um líquido - Google Patents

Description

"MÉTODO PARA PREPARAR UMA DISPERSÃO ESTÁVEL DE NANOPARTÍCULAS DE CARBONO EM UM LÍQUIDO".

Campo técnico Métodos são descritos e tensoativos são identificados os quais podem dispersar nanotubos de carbono em meio líquido aquoso e de petróleo utilizando dispersantes selecionados e métodos de mistura para formar dispersões estáveis de nanotubos de carbono.

Descrição da técnica anterior Nanotubos de carbono são uma nova forma de material formado por carbono elementar, o qual possui diferentes propriedades que as outras formas dos materiais de carbono. Eles têm estrutura atômica única, razão de aspecto muito alta, e propriedades mecânicas (resistência e flexibilidade) extraordinárias, tornando-os ideais para reforçar fibras em compostos e outros materiais estruturais.

Nanotubos de carbono são caracterizados como geralmente estruturas tridimensionais de carbono poroso rígidas compreendendo nanofibras de carbono e tendo alta área superficial e porosidade, baixa densidade aparente, baixa quantidade de microporos e resistência aumentada ao esmagamento. O presente processo é aplicável a nanotubos com ou sem carbono amorfo. 0 termo "nanotubo" refere-se a estruturas alongadas tendo uma seção transversal (p. e., fibras angulares tendo arestas) ou diâmetro (p. e., arredondadas) menores que 1 mícron. A estrutura pode ser quer oca ou sólida.

Conseqüentemente, o termo inclui "nanofibrilas" e "tubos bucky". Tais estruturas provêem área superficial significativa quando incorporadas em uma estrutura por causa de seu tamanho e forma. Além disso, tais fibras podem ser produzidas com alta pureza e uniformidade.

Preferivelmente, o nanotubo usado na presente invenção tem um diâmetro menor que 1 mícron, preferivelmente menor que cerca de 0,5 mícron, e ainda mais preferivelmente menor que 0,1 mícron e o mais preferivelmente menor que 0,05 mícron. O termo "estrutura interna" refere-se à estrutura interna de uma montagem incluindo a orientação relativa das fibras, a diversidade de e média global de orientações de fibras, a proximidade das fibras entre si, o espaço vazio ou poros criados pelos interstícios e espaços entre as fibras e tamanho, forma, número e orientação dos canais ou trajetórias de fluxo formadas pela conexão dos espaços vazios e/ou poros. A estrutura também podem incluir características relacionadas com o tamanho, espaçamento e orientação de partículas agregadas que formam a montagem. O termo "orientação relativa" refere-se à orientação de uma fibra ou agregado individual com relação às outras (isto é, alinhada versus não alinhada). A "diversidade de" e "tamanho global" de orientações de fibras ou agregados referem-se â faixa de orientações de fibras dentro da estrutura (alinhamento e orientação com relação à superfície externa da estrutura).

Nanotubos de carbono podem ser usados para formar uma montagem rígida ou serem produzidos tendo diâmetros na faixa de 3,5 a 70 nanômetros. Os nanotubos, fibrilas, tubos bucky e coques que são referidos neste pedido de patente são distinguíveis de fibras contínuas de carbono comercialmente disponíveis como materiais de reforço. Em contraste com nanotubos, os quais têm razões de aspecto desejavelmente grandes, mas inevitavelmente finitas, fibras contínuas de carbono têm razões de aspecto (L/D) de pelo menos 104 e frequentemente 106 ou mais. O diâmetro de fibras contínuas também é muito maior que aquele de nanotubos, sendo sempre > 1,0 mícron e tipicamente 5 a 7 mícrons. Fibras contínuas de carbono são produzidas pela pirólise de fibras de precursor orgânico, usualmente rayon, poliacrilonitrila (PAN) e piche. Portanto, elas podem incluir heteroátomos dentro de sua estrutura. A natureza grafítica de fibras contínuas de carbono "como produzidas" varia, mas elas podem ser submetidas a uma etapa subseqüente de grafitização. Diferenças em grau de grafitização, orientação e cristalinidade de planos de grafite, se eles estiverem presentes, a presença potencial de heteroátomos e até mesmo a diferença absoluta em diâmetro do substrato tornam a experiência com fibras contínuas fraca previsora da química de nanofibra.

Nanotubos de carbono são tipicamente túbulos de grafite ocos tendo um diâmetro de geralmente vários a várias dezenas de nanômetros. Nanotubos de carbono existem em muitas formas. As nanofibras podem ser na forma de fibras discretas ou partículas agregadas de nanofibras. O anterior resulta em uma estrutura tendo propriedades fracamente uniformes. 0 último resulta em uma estrutura tendo arquitetura de segunda ordem compreendendo uma macroestrutura global compreendendo partículas agregadas de nanofibras ligadas juntas para formar a massa porosa e uma microestrutura de nanofibras interpostas dentro das partículas agregadas individuais. Por exemplo, uma forma de fibrilas de carbono é caracterizada por um diâmetro substancialmente constante, comprimento maior que cerca de 5 vezes o diâmetro, uma região externa ordenada de camadas substancialmente contínuas, múltiplas, desenvolvidas cataliticamente, de átomos de carbono ordenados tendo um diâmetro externo entre cerca de 3,5 e 70 nanômetros, e uma região distinta de núcleo interno.

Cada uma das camadas e o núcleo são dispostos substancialmente concentricamente sobre o eixo geométrico cilíndrico da fibrila. As fibrilas são substancialmente livres de carbono térmico depositado piroliticamente com o diâmetro das fibrilas sendo igual ao diâmetro externo da região externa ordenada.

Além disso, um nanotubo de carbono adequado para uso com o presente processo define uma fibrila de carbono cilíndrica caracterizada por um diâmetro substancialmente constante entre 3,5 e cerca de 70 nanômetros, um comprimento maior que cerca de 5 vezes o diâmetro e menor que cerca de 5000 vezes o diâmetro, uma região externa de múltiplas camadas de átomos de carbono ordenados e uma região distinta de núcleo interno, cada uma das camadas e o núcleo sendo dispostos concentricamente sobre o eixo geométrico cilíndrico da fibrila. Preferivelmente todo o nanotubo de carbono é substancialmente livre de sobrecamada de carbono térmico. O termo "cilíndrico" é usado aqui no sentido geométrico amplo, isto é, a superfície traçada por uma linha reta movendo-se paralela a uma linha reta fixa e interceptando uma curva. Um círculo ou uma elipse são somente duas das muitas curvas possíveis do cilindro. A região de núcleo interno do nanotubo pode ser oca, ou pode compreender átomos de carbono que são menos ordenados que os átomos da região externa. "Átomos de carbono ordenados", como a frase é usada aqui, significa domínios grafíticos tendo seus eixos geométricos c substancialmente perpendiculares ao eixo geométrico cilíndrico do nanotubo. Em uma configuração, o comprimento do nanotubo é maior que cerca de 20 vezes o diâmetro do nanotubo. Em uma outra configuração, o diâmetro do nanotubo tem entre cerca de 7 e cerca de 25 nanômetros. Em uma outra configuração a região de núcleo interno tem um diâmetro maior que cerca de 2 nanômetros.

Dispersar os nanotubos em meio orgânico e aquoso tem sido um sério desafio. Os nanotubos tendem a se agregar, formar aglomerados, e se separar da dispersão.

Algumas aplicações industriais requerem um método para preparar uma dispersão estável de um nanotubo de carbono selecionado em um meio líquido.

Por exemplo, a patente U. S. 5,523,006 por Strumban ensina o uso de um tensoativo e de um meio oleoso; entretanto, as partículas são partículas de liga de Cu- Ni-Sn-Zn com o tamanho de 0,01 mícron e a suspensão é estável por um período de tempo limitado de aproximadamente 30 dias. Além disso, os tensoativos não incluem os dispersantes tipicamente utilizados na indústria lubrificante. A patente U. S. 5,560,898 por Uchida e outros ensina que um meio líquido é um meio aquoso contendo um tensoativo; entretanto, a estabilidade da suspensão é de pouca conseqüência em que o líquido é centrifugado mediante suspensão. A patente U. S. 5,583,877 por Shibuta ensina dispersar nanotubos desembaraçados em um solvente polar e formar uma composição de revestimento com aditivos tais como agentes dispersantes; entretanto, um método para obter uma dispersão estável não é ensinado. A patente U. S. 6,099,965 por Tennent e outros utiliza um amassador ensinando misturar um dispersante com outros reagentes em um meio líquido usando uma ferramenta dispersante de alto torque, embora sustentar a estabilidade da dispersão não pareça ser ensinado ou sugerido.

Nenhum dos métodos convencionais ensinados provê um processo para dispersar e manter nanotubos em suspensão como descrito e reivindicado na presente invenção como segue.

Sumário da invenção Nesta invenção tratamentos físicos e químicos são combinados para derivar um método para obter uma dispersão estável de nanotubos. A presente invenção provê um método para preparar uma dispersão estável de um selecionado nanotubo de carbono em um meio líquido, tal como água ou qualquer solução baseada em água, ou óleo, com o uso combinado de tensoativos e agitação (p. e., ultrassonificação) ou outros meios de agitação. O nanotubo de carbono pode ser quer de parede simples, ou de multiparede, com razão de aspecto típica de 500-5000; entretanto, é contemplado que nanotubos de outras configurações também possam ser utilizados com a presente invenção. É contemplada uma mistura contendo nanotubos de carbono tendo um comprimento de 1 mícron ou mais e um diâmetro de 50 nm ou menor. 0 material bruto pode conter nanotubos de carbono tendo um tamanho fora das faixas acima. O nanotubo de carbono não é requerido a ser tratado superficialmente provendo uma superfície hidrofílica para dispersão no meio aquoso, mas opcionalmente pode ser tratado. 0 tensoativo selecionado é solúvel ou dispersável no meio líquido. 0 termo "tensoativo" na presente invenção refere-se a qualquer composto químico que reduza a tensão superficial de um líquido quando dissolvido nele, ou reduza a tensão interfacial entre dois líquidos, ou entre um líquido e um sólido. É usualmente, mas não exclusivamente, uma molécula de cadeia longa compreendida de duas parcelas: uma parcela hidrofílica e uma parcela lipofílica. As parcelas "hidrofílica" e "lipofílica" referem-se ao segmento na molécula com afinidade com água, e aquela com afinidade com óleo, respectivamente. É um termo amplo que cobre todos materiais que têm atividade superficial, incluindo agentes umectantes, dispersantes, emulsifícantes, detergentes e agentes espumantes, etc. o termo "dispersante" na presente invenção refere-se a um tensoativo adicionado a um meio para promover suspensão uniforme de partículas sólidas extremamente finas, frequentemente de tamanho coloidal. Na indústria de lubrificantes o termo "dispersante" é em geral aceito para descrever os compostos solúveis ou dispersáveis em óleo de cadeia longa que funcionam para dispersar a "borra fria" formada em motores. Estes dois termos são na maior parte intercambiáveis na presente invenção; entretanto, em alguns casos o termo "dispersante" é usado com a tendência de enfatizar, mas não restrito a, aqueles comumente usados na indústria de lubrificantes. 0 método para produzir dispersões estáveis contendo partículas inclui agitação física em combinação com tratamentos químicos. A mistura física inclui mistura de alto cisalhamento, tal como com um agitador de alta velocidade, homogeneizadores, microfluidificantes , um moinho Kady, um moinho coloidal, etc., agitação de alto impacto, tal como atritador, moinho de esferas e seixos, etc., e métodos de ultrassonificação. Os métodos de mistura são adicionalmente auxiliados por estabilização eletrostática por eletrólitos, e estabilização estérica por tensoativos poliméricos (dispersantes). O tratamento químico e o uso dos tensoativos/dispersantes reivindicados são críticos para estabilidade a longo prazo das misturas fluidas de nanotubos. 0 tratamento envolve dissolver um dispersante selecionado em um meio líquido selecionado. O método químico inclui uma solução em duas etapas: dissolver o dispersante no meio líquido, e então adicionar o nanotubo de carbono selecionado na mistura de dispersante e meio líquido com agitação mecânica e/ou ultrassonificação. Estas etapas podem ser invertidas mas podem não produzir um resultado satisfatório. 0 meio líquido pode ser água ou qualquer solução de água, um destilado de petróleo, um óleo de petróleo, óleo sintético, ou óleo vegetal. O dispersante para o meio líquido oleoso é um tensoativo com baixo valor de equilíbrio hidrofílico-lipofílico (HLB) (HLB < 8) ou um dispersante polimérico do tipo usado na indústria de lubrificantes. Ele é preferivelmente não iônico, ou uma mistura de não iônicos e iônicos. Um dispersante preferido para o meio líquido aquoso é de alto valor de HLB (HLB > 10), preferivelmente um tensoativo do tipo nonilfenoxipoli(etilenooxi)etanol.

Claro, outros glicóis baseados em álcool tendo um alto valor de HLB também podem ser usados. A dispersão uniforme de nanotubos é obtida com uma viscosidade projetada no meio líquido. A dispersão de nanotubos pode ser obtida na forma de uma pasta, gel ou graxa, em quer um meio líquido de petróleo ou um meio aquoso. A dispersão também pode conter uma grande quantidade de um ou mais outros compostos químicos, preferivelmente polímeros, não com o propósito de dispersar, mas para conseguir espessamento ou outras características de fluido desejadas. É um objetivo da presente invenção prover um método para preparar uma dispersão estável do nanotubo de carbono em um meio líquido com o uso combinado de dispersantes e agitação física. É um outro objetivo da presente invenção utilizar um nanotubo de carbono que seja quer de parede simples, ou de multiparede, com uma razão de aspecto de 500-5000. É um outro objetivo da presente invenção utilizar nanotubos de carbono que possam opcionalmente ser tratados superficialmente para serem hidrofílicos na superfície para facilidade de dispersão no meio aquoso. É um outro objetivo da presente invenção utilizar um dispersante que seja solúvel para um meio líquido selecionado. E um outro objetivo da presente invenção utilizar um método de preparação dissolvendo o dispersante no meio líquido primeiro, e então adicionando o nanotubo de carbono na mistura enquanto sendo fortemente agitada ou ultrassonifiçada. E um outro objetivo da presente invenção adicionar o nanotubo de carbono no líquido enquanto sendo agitado ou ultrassonifiçado, e então adicionar o tensoativo. E um outro objetivo da presente invenção utilizar um destilado de petróleo ou um óleo sintético de petróleo como o meio líquido. E um outro objetivo da presente invenção utilizar um meio líquido do tipo usado na indústria de lubrificantes, ou um tensoativo, ou uma mistura de tensoativos com um baixo HLB (< 8), preferivelmente não iônico ou mistura de tensoativo não iônico e iônico. Mais tipicamente, o dispersante pode ser dispersante polimérico sem cinzas usado na indústria de lubrificantes. E um outro objetivo da presente invenção utilizar um pacote de aditivo de dispersante-detergente (Dl) típico vendido na indústria de lubrificantes com o tensoativo/dispersante. E um outro objetivo da presente invenção utilizar um meio líquido consistindo de água ou qualquer solução baseada em água. É um outro objetivo da presente invenção utilizar um dispersante tendo um alto HLB (> 10) , preferivelmente tensoativos do tipo nonilfenoxipoli-(etilenooxi)etanol. É um outro objetivo da presente invenção utilizar uma dispersão uniforme com uma viscosidade projetada tendo um nanotubo em meio líquido de petróleo. E um outro objetivo da presente invenção obter uma dispersão uniforme em uma forma como um gel ou pasta contendo nanotubos em meio líquido de petróleo ou meio aquoso. E um outro objetivo da presente invenção obter uma dispersão uniforme de nanotubos em uma forma como uma graxa obtida a partir de dispersar nanotubo de carbono em meio líquido de petróleo ou meio aquoso. E um outro objetivo da presente invenção formar uma dispersão uniforme e estável de nanotubos de carbono contendo "outros" compostos, não dispersantes, dissolvidos no meio líquido baseado em óleo. E ainda um outro objetivo da presente invenção formar uma dispersão uniforme e estável em uma forma contendo nanotubos de carbono com "outros" compostos, não dispersantes, dissolvidos no meio líquido de água. O anterior e outros objetivos e vantagens da invenção serão estabelecidos em ou serão aparentes a partir da descrição seguinte.

Descrição da configuração preferida A presente invenção provê um método para dispersar nanotubos de carbono em um meio líquido.

Como registrado acima, os nanotubos podem ser quer de parede simples, ou de multiparede, tendo um diâmetro de nanoescala típico de 1-500 nanômetros. Mais tipicamente o diâmetro está ao redor de 10-30 nanômetros. 0 comprimento do tubo pode estar na escala de submícron e mícron, usualmente de 500 nanômetros a 500 nanômetros. O

comprimento mais típico é de 1 mícron a 100 mícrons. A razão de aspecto do tubo pode ser de centenas a milhares, mais típico de 500 a 5000. Os nanotubos, fibras, partículas de carbono ou combinações destes podem ser utilizados como estão a partir da produção. As nanopartícuias de carbono compreendendo nanotubos de carbono, fibras de carbono, partículas de carbono ou combinações destes podem ser utilizadas como um substrato na presente invenção "como estão" como um produto comercial direto de um processo de produção comercial.

Uma configuração preferida da presente invenção foi obtida usando um produto de nanopartícuias tendo a superfície tratada quimicamente para conseguir certo nível de hidrofilicidade por um tratamento com carvão ativado. Além disso, um certo nível de hidrofilicidade pode ser alcançado utilizando um processo de disposição de vapor usando produtos químicos tais como sulfeto de hidrogênio; e/ou por tratamento com um ácido ou base forte.

Uma configuração preferida utilizou um produto de nanotubo de carbono obtido de Carbolex na Universidade de Kentucky o qual contém partículas amorfas de carbono e o qual é acreditado a utilizar um tratamento de carvão ativado para melhorar o nível de hidrofilicidade. Os nanotubos de carbono Carbolex compreendem nanotubos de parede simples, nanotubos de multiparede, e combinações destes. Além disso, a combinação pode incluir pequenas frações dos materiais carbonáceos constituídas de partículas esféricas parcialmente desordenadas e/ou nanotubos de carbono.

Meio líquido de matéria-prima de petróleo 0 meio líquido de petróleo pode ser quaisquer destilados de petróleo ou óleos sintéticos de petróleo, géis, ou composição de polímero solúvel em óleo. Mais tipicamente, são as matérias-primas minerais ou matérias-primas sintéticas usadas na indústria de lubrificantes, p. ex. , Grupo I (óleos minerais refinados com solvente), Grupo II (óleos minerais hidrocraqueados), Grupo III (óleos severamente hidrocraqueados, algumas vezes descritos como óleos sintéticos ou semi-sintéticos), Grupo IV (polialfaolefinas), e Grupo VI (ésteres, naftenos, e outros). Um grupo preferido inclui as polialfaolefinas, ésteres sintéticos e polialquilglicóis. Óleos lubrificantes sintéticos incluem óleos de hidrocarboneto e óleos de hidrocarboneto halo- substituídos tais com olefinas polimerizadas e interpolimerizadas (p. ex., polibutilenos, polipropilenos, copolímeros de propileno-isobutileno, polibutilenos clorados, poli(1-octenos), poli(1-decenos), etc., e misturas destes; alquilbenzenos (p. ex., dodecilbenzenos, tetradecilbenzenos, dinonilbenzenos, di- (2-etilhexil)benzenos; polifenilas (p. ex. , bifenilas, terfenilas, polifenilas alquiladas, etc.), difenila alquilada, éteres e sulfetos de difenila alquilada e os derivados, análogos e homólogos destes e os similares.

Polímeros e interpolímeros de óxido de alquileno e derivados destes onde os grupos hidroxila terminais foram modificados por esterificação, eterificação, etc., constituem uma outra classe de óleos sintéticos conhecidos.

Uma outra classe adequada de óleos sintéticos compreende os ésteres de ácidos dicarboxílicos (p. ex., ácido ftálico, ácido succínico, ácidos alquil succínicos e ácidos alquenil succínicos, ácido maleico, ácido azelaico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido fumárico, ácido adípico, ácidos alquenil malônicos, etc.) com uma variedade de álcoois (p. ex., álcool butílico, álcool hexílico, álcool dodecílico, álcool 2-etilhexílico, etileno glicol dietileno glicol monoéter, propileno glicol, etc.). Exemplos específicos destes ésteres incluem adipato de dibutila, sebacato de di(2- etilhexila), fumarato de di-hexila, sebacato de dioctila, azelato de diisododecila, ftalato de dioctila, ftalato de didecila, sebacato de dicicosila, o 2-etilhexil diéster de dímero de ácido linoleico, o complexo éster formado reagindo um mole de ácido sebácico com dois moles de tetraetileno glicol e dois moles de ácido 2- etilhexanóico, e o similar.

Esteres úteis como óleos sintéticos também incluem aqueles feitos de ácidos monocarboxílicos C3 a Ci2 e polióis e polióis éteres tais como neopentil glicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol, etc. Outros óleos sintéticos incluem ésteres líquidos de ácidos contendo fósforo (p. ex. , fosfato de tricresila, fosfato de trioctila, dietil éster de ácido decilfosfônico, etc.), tetrahidrofuranos poliméricos e o similar.

Polialfaolefinas preferidas (PAO) incluem aquelas vendidas pela companhia Mobil Chemicals como fluidos SHF, e aquelas vendidas por Ethyl Corporation sob o nome ETHYLFLO, ou ALBERMARLE. PAO's incluem a série de Ethyl- flow de Ethyl Corporation, "Albermarle Corporation", incluindo Ethyl-flow 162, 164, 166, 168 e 174, tendo viscosidade variando de cerca de 2 a cerca de 460 centistokes.

Mobil SHF-42 de Mobil Chemical Company, Emery 3004 e 3006, e Quantum Chemical Company provêem matérias-primas base de polialfaolefinas adicionais. Por exemplo, a polialfaolefina Emery 3004 tem uma viscosidade de 3,86 centistokes (cSt) a 100°C e 16,75 cSt a 40°C. Ela tem um índice de viscosidade de 125 e um ponto de despejamento de -98 °F e também tem um ponto de fulgor de 432 °F e um ponto de combustão de 478°F. Além disso, a polialfaolefina Emery 3006 tem uma viscosidade de 5,88 cSt a +212 ° F e 31,22 a +104°F. Ela tem um índice de viscosidade de 135 e um ponto de despejamento de -87°F.

Ela também tem um ponto de fulgor de +464°F e um ponto de combustão de +514°F.

Polialfaolefinas satisfatórias adicionais são aquelas vendidas por Uniroyal Inc. sob a marca Synton PAO-40, a qual é uma polialfaolefina de 40 centistokes. Também úteis são as polialfaolefinas de marca Oronite fabricadas por Chevron Chemical Company. É contemplado que PAO Gulf Synfluid 4 cSt, comercialmente disponível de Gulf Oil Chemicals Company, uma subsidiária de Chevron Corporation, que é similar em muitos aspectos à Emery 3004 também pode ser utilizada aqui. PAO Mobil SHF-41, comercialmente disponível de Mobil Chemical Corporation, também é similar em muitos aspectos à Emery 3004 .

Preferivelmente as polialfaolefinas terão uma viscosidade na faixa de cerca de 2-40 centistokes a 100°C, com viscosidade de 4 e 10 centistokes sendo particularmente preferidas.

Os aditivos de óleo éster baseados em sintético os mais preferidos são poliolésteres e diésteres tais como diésteres di-alifáticos de ácidos alquil carboxílicos tais como azelato de di-2-etilhexila, adipato de di- isodecila, e adipato de di-tridecila, comercialmente disponíveis sob marca comercial Emery 2960 por Emery Chemicals, descrito na patente U. S. 4,589,352 para Waynick. Outros poliolésteres adequados são fabricados por Mobil Oil. Polioléster Mobil P-43, M-045 contendo dois álcoois, e Hatco Corp. 2939 são particularmente preferidos.

Diésteres e outros óleos sintéticos têm sido usados como substitutos de óleo mineral em lubrificantes fluidos.

Diésteres têm propriedades de fluxo a extremamente baixa temperatura extraordinárias e boa resistência à ruptura oxidativa. 0 óleo de diéster pode incluir um diéster alifático de um ácido dicarboxílico, ou o óleo de diéster pode compreender um dialquil diéster alifático de um ácido alquil dicarboxílico, tal como azelato de di-2- etilhexila, azelato de di-isodecila, azelato de di- tridecila, adipato de di-isodecila, adipato de di- tridecila. Por exemplo, azelato de di-2-etilhexila é comercialmente disponível sob a marca comercial de Emery 2958 por Emery Chemicals.

Também úteis são poliol ésteres tais como Emery 2935, 2936 e 2939 de Emery Group de Henkel Corporation e poliol ésteres Hatco 2352, 2962, 2925, 2938, 2939, 2970, 3178 e 4322 de Hatco Corporation, descritos na U.S. 5,344,579 para Ohtani e outros e éster Mobil P24 de Mobil Chemical Company. Ésteres Mobil tais como produzidos reagindo ácidos dicarboxilicos, glicóis e quaisquer ácidos monobásicos ou álcoois monohídricos como matérias-primas de lubrificantes sintéticos Emery 2936 de Quantum Chemical Corporation e Mobil P 24 de Mobil Chemical Company podem ser usados. Poliol ésteres têm boa estabilidade de oxidação e hidrolítica. O poliol éster para uso aqui preferivelmente tem um ponto de despejamento de cerca de -100°C ou menor até -40°C e uma viscosidade de cerca de 2-460 centistokes a 100°C. Óleos do Grupo III são freqüentemente referidos como óleo hidrogenado para ser usado como o único componente de óleo base da presente invenção provendo performance superior a óleos de motor convencionais sem nenhuma outra base de óleo sintético ou base de óleo mineral.

Um óleo hidrogenado é um óleo mineral submetido a hidrogenação ou hidrocraqueamento sob condições especiais para remover composições e impurezas químicas indesejáveis resultando em um óleo com base de óleo mineral tendo componentes e propriedades de óleo sintético. Tipicamente o óleo hidrogenado é definido como uma matéria-prima baseada em petróleo do Grupo III com um nível de enxofre menor que 0,03, severamente hidrotratados e isodesengraxados com saturados maiores que ou igual a 90 e um índice de viscosidade maior que ou igual a 120 podem opcionalmente ser utilizados em quantidades até 90 por cento em volume, mais preferivelmente de 5,0 a 50 por cento em volume e mais preferivelmente de 20 a 40 por cento em volume quando usados em combinação com um óleo sintético ou mineral. 0 óleo hidrogenado pode ser usado como o único componente de óleo base da presente invenção provendo performance superior a óleos de motor convencionais sem nenhuma outra base de óleo sintético ou base de óleo mineral. Quando usado com um outro óleo sintético convencional tal como aqueles contendo polialfaolefinas ou ésteres, ou quando usado em combinação com um óleo mineral, o óleo hidrogenado pode estar presente em uma quantidade de até 95 por cento em volume, mais preferivelmente de cerca de 10 a 80 por cento em volume, mais preferivelmente de 20 a 60 por cento em volume e o mais preferivelmente de 10 a 30 por cento em volume da composição de óleo base.

Uma matéria-prima de óleo mineral do Grupo I ou II pode ser incorporada na presente invenção como uma porção do concentrado ou uma matéria-prima à qual o concentrado pode ser adicionado. Preferidos como matérias-primas de óleo mineral são o ASHLAND 325 Neutral definido como um solvente refinado neutro tendo uma viscosidade SABOLT UNIVERSAL de 32 5 SUS @ 100 °F e ASHLAND 10 0 Neutral definida como um solvente refinado neutro tendo uma viscosidade SALBOLT UNIVERSAL de 100 SUS @ 100°F, fabricados pela Marathon Ashland Petroleum.

Outras composições aceitáveis de fluido com base em petróleo incluem óleos parafínicos e MVI, minerais brancos, tendo a faixa de viscosidade de cerca de 20-400 centistokes. Óleos minerais brancos preferidos incluem aqueles disponíveis de Witco Corporation, Arco Chemical Company, PSI e Penreco. Óleos parafínicos preferidos incluem óleos neutros solventes disponíveis de Exxon Chemical Company, óleos neutros HVI disponíveis de Shell Chemical Company, e óleos neutros tratados com solvente disponíveis de Arco Chemical Company. Óleos naftênicos MVI preferidos incluem óleos esmaecidos costeiros extraídos com solvente disponíveis de Exxon Chemical Company, óleos extraídos com MVI/tratados com ácido disponíveis de Shell Chemical Company, e óleos naftênicos vendidos sob os nomes de HydroCal e Calsol por Calumet, e descritos na patente U. S. 5,348,668 para Oldiges.

Finalmente, óleos vegetais também podem ser utilizados como o meio líquido na presente invenção.

Meio aquoso O meio aquoso selecionado é água, ou ele pode ser qualquer solução baseada em água incluindo álcool e seus derivados, tais como glicóis ou qualquer sal inorgânico ou composto orgânico solúvel em água.

Tensoativos/dispersantes Dispersantes usados na indústria de lubrificantes Dispersantes usados na indústria de lubrificantes são tipicamente usados para dispersar a "borra fria" formada em motores a gasolina e diesel, os quais podem ser quer "dispersantes sem cinzas", ou contendo átomos de metal.

Eles podem ser usados na presente invenção uma vez que eles foram descobertos a ser um excelente agente dispersante para negro de fumo, uma forma amorfa de partículas de carbono geradas no cárter do motor e incorporadas com sujeira e graxa.

Os dispersantes sem cinzas comumente usados na indústria automotiva contêm um grupo de hidrocarboneto lipofílico e um grupo hidrofílico funcional polar. O grupo funcional polar pode ser da classe de carboxilato, éster, amina, amida, imina, imida, hidroxila, éter, epóxido, fósforo, carboxil éster, anidrido ou nitrila. 0 grupo lipofílico pode ser oligomérico ou polimérico por natureza, usualmente de 70 a 200 átomos de carbono para garantir solubilidade em óleo. Polímeros de hidrocarboneto tratados com vários reagentes para introduzir funções polares incluem produtos preparados tratando poliolefinas tais como poliisobuteno primeiro com anidrido maleico, ou sulfeto ou cloreto de fósforo, ou por tratamento térmico, e então com reagentes tais como poliamina, amina, óxido de etileno, etc.

Destes dispersantes sem cinzas os tipicamente usados na indústria de petróleo incluem succinimidas e succinatos de poliisobutenila N-substituídos, copolímeros de metacrilato de alquila-vinil pirrolidinona, copolímeros de metacrilato de alquila-metacrilato de dialquilaminoetila, copolímeros de metacrilato de alquila-metacrilato de polietileno glicol, e poliestearamidas. Dispersantes baseados em óleo preferidos que são os mais importantes no presente pedido de patente incluem dispersantes das classes químicas de alquilsuccinimida, succinato ésteres, arrtinas de alto peso molecular, derivados de base de Mannich e de ácido fosfórico. Alguns exemplos específicos são poliisobutenila, succinimida-polietilenopoliamina, éster poliisobutenil succínico, poliisobutenil hidroxibenzil- polietilenopoliamina, fosforato de bis-hidróxipropila. O dispersante pode ser combinado com outros aditivos usados na indústria de lubrificantes para formar um pacote de aditivo de "dispersante-detergente (Dl)", p. ex. , Lubrizol® 9802A, e todo o pacote Dl podem ser usados como agente dispersante para a suspensão de nanotubos.

Por exemplo, LUBRIZOL 9802A é descrito na brochura técnica (FOLHA DE DADOS DE SEGURANÇA DO MATERIAL N° 1922959-1232446-3384064) pela The Lubrizol Corporation em Wickliffe, OH e é aqui incorporado por referência. LUBRIZOL 98 02A é descrito como um aditivo de óleo de motor acreditado a conter como um ingrediente ativo um ditiofosfato de zinco e/ou alquilditiofosfato de zinco.

LUBRIZOL 49999 é descrito em sua Brochura Técnica (FOLHA DE DADOS DE SEGURANÇA DO MATERIAL N° 1272553-1192556- 3310026) pela The Lubrizol Corporation em Wickliffe, OH e é aqui incorporado por referência. LUBRIZOL 9802A é descrito como um aditivo de óleo de motor e contém como um ingrediente ativo de 5 a 9,9 por cento de um alquilditiofosfato de zinco.

OLOA 9061 é descrito na Brochura Técnica "FOLHA DE DADOS DE SEGURANÇA DO MATERIAL N° 006703" por Chevron Chemical Company LLC e é aqui incorporado por referência. OLOA 9061 é descrito como um composto de alquil ditiofosfato de zinco.

IGEPAL CO-630 é descrito na Brochura Técnica "FOLHA DE DADOS DE SEGURANÇA DO MATERIAL" da Rhodia Inc. e é aqui incorporado por referência. IGEPAL CO-630 é descrito como um composto ramificado, de nonilfenóxi poli(etilenooxi)etanol.

Outros tipos de dispersantes Alternativamente um tensoativo ou uma mistura de tensoativos com baixo valor de HLB (tipicamente menor que ou igual a 8), preferivelmente não iônico, ou uma mistura de não iônicos e iônicos, pode ser usado na presente invenção. O dispersante para a dispersão de nanotubos de carbono baseada em água deve ser de alto valor de HLB (tipicamente menor que ou igual a 10) , preferivelmente tensoativos do tipo nonilfenóxipoli(etilenoóxi)etanol são utilizados.

Em ambos casos baseados em água e óleo, os dispersantes selecionados devem ser solúveis ou dispersáveis no meio líquido. O dispersante pode estar em uma faixa de 0,001 a 30 por cento, mais preferivelmente em uma faixa de entre 0,5 por cento a 20 por cento, mais preferivelmente em uma faixa de entre 1,0 a 8,0 por cento, e o mais preferivelmente em uma faixa de entre 2 a 6 por cento. O nanotubo de carbono pode ser de qualquer porcentagem em peso desejada em uma faixa de 0,0001 até 50 por cento. Para aplicação prática ele está em uma faixa de entre 0,01 por cento a 2 por cento, e o mais preferivelmente em uma faixa de entre 0,05 por cento a 0,5 por cento. O restante da fórmula é o óleo ou meio aquoso selecionado. E acreditado que na presente invenção o dispersante funcione adsorvendo-se na superfície do nanotubo de carbono. 0 dispersante contém um segmento hidrofílico e um segmento hidrofóbico que circundam as partículas de carbono provendo assim um meio para isolar e dispersar as partículas de carbono. A seleção de um dispersante tendo um particular valor de HLB é importante para determinar as características do dispersante tais como taxa e o grau de estabilização com o tempo.

Outros aditivos de composto químico Esta dispersão também pode conter uma grande quantidade de um ou mais outros compostos químicos, preferivelmente polímeros, não com o propósito de dispersão, mas para conseguir espessamento ou outras características de fluido desejadas.

Os melhoradores de viscosidade usados na indústria de lubrificantes podem ser usados na presente invenção para o meio oleoso, os quais incluem copolímeros de olefina (OOP) , polimetacrilatos (PMA) , polímeros de estireno- dieno hidrogenados (STD), e estireno-poliéster (STPE).

Copolímeros de olefina são materiais similares â borracha preparados de misturas de etileno e propileno por catálise Ziegler-Natta baseada em vanádio. Polímeros de estireno-dieno são produzidos por polimerização aniônica de estireno e butadieno ou isopreno. Polimetacrilatos são produzidos por polimerização sem radical de metacrilatos de alquila. Polímeros de estireno-poliéster são preparados primeiro co-polimerizando estireno e anidrido maleico e então esterificando o intermediário usando uma mistura de álcoois.

Outros compostos que podem ser usados na presente invenção em quer o meio aquoso ou o meio oleoso incluem: polímeros de acrílico tais como ácido poliacrílico e poliacrilato de sódio, polímeros de alto peso molecular de óxido de etileno tais como Polyox® WSR de Union Carbide, compostos de celulose tais com carboximetilcelulose, álcool polivinílico (PVA), polivinil pirrolidona (PVP), gomas xantana e gomas guar, polissacarídeos, alcanolamidas, sais de amina de poliamida tais como a série Disparlon AQ de King Industries, óxido de etileno uretano hidrofobicamente modificado (p. ex. , série Acrysol de Rohmax) , silicatos, e cargas tais como mica, sílicas, celulose, farinha de madeira, argilas (incluindo organo-argilas) e nano- argilas, e polímeros de resina tais como resinas de polivinil butiral, resinas de poliuretano, resinas acrílicas e resinas epóxi.

Compostos químicos tais como plastificantes também podem ser usados na presente invenção e podem ser selecionados do grupo incluindo ftalato, adipatos, sebacato ésteres, e mais particularmente: gliceril tri(acetoxiestearato), óleo de grão de soja epoxidado, óleo de linhaça epoxidado, Ν,η-butil benzeno sulfonamida, poliuretano alifático, óleo de soja epoxidado, glutarato de poliéster, caprato/caprilato de trietileno glicol, alquil éter de cadeia longa, glutarato de dialquil diéster, polímero monomérico, e plastificantes de epóxi, poliéster baseados em ácido adípico, ácido de dímero hidrogenado, ácido de dímero destilado, trímero de ácido graxo polimerizado, etil éster de colágeno hidrolizado, ácido isosteárico e oleato de sorbitan e ceratina hidrolizada de cocoila, óleo de lanolina PPG-12/PEG-65, adipato de dialquila, fosfato de alquilarila, fosfato de alquil diarila, fosfato de triarila modificado, fosfato de triarila, ftalato de butil benzila, ftalato de octil benzila, ftalato de alquil benzila, adipato de dibutoxi etoxi etila, fosfato de 2-etilhexildifenila, dibutoxi etoxi etil formila, adipato de diisopropila, sebacato de diisopropila, oleato de isodecila, dicaprato de neopentil glicol, dioctanoato de neopentil glicol, neopentanoato de isohexila, lanolinas etoxiladas, polioxietileno colesterol, álcoois lanolínicos propoxilados (2 moles), álcoois lanolínicos propoxilados, derivados de polioxietileno acetilados de lanolina, e dimetilpolisiloxano. Outros plastificantes que podem ser substitutos para e/ou usados com os plastificantes acima incluindo glicerina, polietileno glicol, ftalato de dibutila, e monoisobutirato de 2,2,4-trimetil-1,3 - pentanodiol, e ftalato de diisononila, todos os quais são solúveis em um portador solvente.

Agitação física A mistura física inclui agitação de alto cisalhamento, tal como com um agitador de alta velocidade, homogeneizadores, microfludificantes, um moinho Kady, um moinho coloidal, etc., mistura de alto impacto, tal como atritador, moinho de bolas e seixos, etc., e métodos de ultrassonificação.

Ultrassonificação é o método o mais preferido na presente invenção uma vez que ele é menos destrutivo para a estrutura do nanotubo de carbono que os outros métodos descritos. Ultrassonificação pode ser feita quer no ultrassonificador tipo banho, ou pelo ultrassonificador tipo ponta. Mais tipicamente, ultrassonificação tipo ponta é aplicada para produção de energia mais alta.

Sonificação na intensidade instrumental média-alta por até 3 0 minutos, e usualmente em uma faixa de 10 a 2 0 minutos é desejada para conseguir melhor homogeneidade.

Um desmembrador útil para preparar a presente invenção é um desmembrador Sônico Modelo 550 fabricado por Fisher Scientific Company, localizada em Pittsburgh, Pennsylvania. 0 manual de instruções Publicação N° FS-IM- 2 publicado em novembro de 1996 descrevendo o uso do Desmembrador Sônico Modelo 550 da Fisher Scientific é aqui incorporado por referência. O fornecimento de energia de gerador converte energia de linha convencional 50/60 Hz CA para energia elétrica de 2 0 kHZ a qual é alimentada ao conversor onde ela é transformada em vibração mecânica. 0 coração do conversor é um cristal de zirconato titanato de chumbo (Piezelétrico) que, quando submetido a uma voltagem alternada, se expande e se contrai. O conversor vibra na direção longitudinal e transmite este movimento à ponta de corneta imersa na solução líquida. Cavitação resulta, na qual bolhas microscópicas de vapor são formadas momentaneamente e implodem, provocando ondas de choque poderosas através de toda a amostra a partir da face da ponta. Cornetas e sondas amplificam a vibração longitudinal do conversor; amplificação (ou ganho) mais alta resulta em ação cavitacional mais intensa e maior ruptura. Quanto maior a ponta da sonda, maior o volume que pode ser processado mas em menor intensidade. 0 conversor é ajustado para vibrar em uma freqüência fixa de 20 kHZ. Todas cornetas e sondas são corpos ressonantes, e também são ajustados para vibrar a 2 0 kHZ. Claro é contemplado que outros modelos e dispositivos de mistura ultrassônicos concorrentes poderíam se utilizados de acordo com a presente invenção. A mistura de matéria-prima pode ser pulverizada por qualquer método de moagem seca ou úmida conhecido adequado. Um método de moagem inclui pulverizar a mistura de matéria-prima na mistura fluida da presente invenção para obter o concentrado, e o produto pulverizado pode ser dispersado adicionalmente em um meio líquido com o auxílio dos dispersantes descritos acima. Entretanto, pulverização ou moagem reduz a razão de aspecto média do nanotubo de carbono. O presente método para formar uma suspensão estável de nanotubos em uma solução consiste de duas etapas primárias. Primeiro selecionar o dispersante apropriado para o nanotubo de carbono e o meio, e dissolver o dispersante no meio líquido para formar uma solução, e segundo adicionar o nanotubo de carbono na solução contendo dispersante enquanto agitando fortemente, moendo com bolas, ou ultrassonificação da solução. A presente invenção é adicionalmente descrita e ilustrada nos exemplos seguintes: EXEMPLOS

As dispersões nos Exemplos 1-4 são muito uniformes, e permanecerão em uma dispersão estável sem qualquer sinal de separação ou agregação por pelo menos um ano. É contemplado que dispersantes substitutos poderíam ser utilizados nos exemplos registrados nos Exemplos 1-4 e produziríam resultados de rendimento similar. Por exemplo, no Exemplo 1 até 4,8 por cento em peso de um ditiofosfato de zinco poderíam ser substitutos para o LUBRIZOL 98 02A uma vez que ele é o ingrediente ativo primário do produto. No Exemplo 2, até 4,8 por cento em peso de um alquilditiofosfato de zinco poderíam ser substitutos para o produto LUBRIZOL 4999 e ser esperado a produzir resultados similares uma vez que um alquilditiofosfato de zinco é o ingrediente ativo no produto LUBRIZOL 4999. No Exemplo 3, até 4,8 por cento em peso de um composto alquil ditiofosfato de zinco poderíam ser substitutos para o OLOA 9061 uma vez que o composto de alquil ditiofosfato é o ingrediente ativo no produto OLOA 9061. Finalmente, no Exemplo 4, até 5,0 por cento em peso de um composto ramificado, nonilfenóxi poli(etilenooxi)etanol, poderíam ser substitutos para o produto IGEPAL CO-630 uma vez que o composto ramificado, nonilfenóxi poli(etilenooxi)etanol, é o ingrediente ativo primário no produto IGEPAL CO-630. Além disso, a porcentagem em peso do nanotubo de carbono pode ser até 10 por cento em peso, e mais preferivelmente até 1 por cento em peso e o mais preferivelmente de 0,01 a 1 por cento em peso nas formulações dependendo da viscosidade preferida e propriedades químicas e físicas dos produtos resultantes. Conseqüentemente a porcentagem em peso do meio líquido pode ser reduzida e a porcentagem em peso do dispersante pode ser aumentada até 20 por cento em peso, mais preferivelmente de 0,01 a 10 por cento em peso e o mais preferivelmente de 3 a 6 por cento em peso. A quantidade de nanotubos, dispersante e meio líquido pode ser variada desde que o valor de HBL desejado seja mantido para produzir compostos tendo uma consistência tipo gel, graxa ou cera.

Composições, métodos ou configurações específicas discutidas são pretendidas a ser somente ilustrativas da invenção divulgada por esta especificação. Variações nestas composições, métodos ou configurações são prontamente aparentes a uma pessoa de experiência na técnica baseadas nos ensinamentos desta especificação e são portanto pretendidas a estarem incluídas como parte das invenções divulgadas aqui. Referência a documentos feita na especificação é pretendida a resultar em tais patentes ou literatura citada serem expressamente incorporadas aqui por referência, incluindo quaisquer referências a patentes ou outra literatura citadas dentro de tais documentos como se completamente registradas nesta especificação. A descrição detalhada anterior é proporcionada primariamente para clareza de compreensão e nenhuma limitação desnecessária deve ser compreendida a partir dela, para modificações que tornar-se-ão óbvias àqueles experientes na técnica com a leitura desta divulgação e podem ser feitas sem se desviar do espírito da invenção e escopo das reivindicações anexas.

Conseqüentemente, esta invenção não é pretendida a estar limitada pela exemplificação específica apresentada aqui acima. Ao contrário, o que é pretendido a estar coberto está dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas.

Claims (26)

1. Método para preparar uma dispersão estável de nanoparticulas de carbono em um liquido, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: dissolver um dispersante compreendendo um tensoativo tendo um baixo valor de equilíbrio hidrófilo-lipófilo (HLB) de 8 ou menor em uma quantidade de 0,001 a 30,0 por cento, em uma maior quantidade de um meio líquido selecionado do grupo consistindo de um óleo mineral, um óleo hidrogenado, um óleo vegetal, um óleo sintético, e combinações destes formando um meio líquido dispersante; adicionar nanomaterial de carbono tendo uma razão de aspecto de 500 a 5.000 em uma quantidade de 0,01 a 10,0 por cento em peso no citado meio líquido dispersante com agitação; e formar uma suspensão uniforme de partículas sólidas de tamanho coloidal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a adição de nanomaterial de carbono ser feita com agitação mecânica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado dispersante compreender um dispersante polimérico sem cinzas.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o citado dispersante polimérico sem cinzas compreender um grupo hidrocarboneto lipofílico e um grupo funcional hidrofílico polar.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o citado grupo funcional hidrofílico polar ser selecionado do grupo consistindo de um carboxilato, éster, amina, amida, imina, imida, hidroxila, éter, epóxi.do, fósforo, éster carboxilico, anidrido, nitrila, e combinações destes.

6. Método, dc acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o citado grupo hidrocarboneto lipofílico compreender de 70 a 200 átomos de carbono para garantir solubilidade em óleo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir a etapa de adicionar eletrólitos para auxiliar na estabilização eletrostática.

8. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a citada agitação mecânica compreender a etapa de misturar as citadas nanoparticulas de carbono usando um agitador de alto cisalhamento selecionado do grupo consistindo de um agitador de alta velocidade, homogenizador, microfluidificante, um moinho Kady, um moinho coloidal, um agitador de alto impacto, um atritador, um moinho de bolas e seixos e combinações destes.

9. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir a etapa de adicionar um melhorador de viscosidade.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o citado melhorador de viscosidade ser selecionado do grupo consistindo de um copolimero de olefina, um polimetacrilato, um estireno- dieno hidrogenado, um polímero de estireno-poliéster e combinações destes.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de incluir um agente espessante selecionado do grupo consistindo de um ácido poliacrílico e poliacrilato de sódio, um polímero de alto peso molecular de óxido de etileno, um carboximetilcelulose, um álcool polivini1ico, um polivinii pirrolidona e combinações destes.

12. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracteri zado pelo fato de incluir a etapa de adicionar um plastificante.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o citado plastificante ser selecionado do grupo consistindo de um ftalato, um adipato, um sebacato éster, um gliceril tri(acetoxiestearato), um óleo de soja epoxidado, um óleo de linhaça epoxidado, uma Ν,η-butil bcnzcno sulfonamida, um poliuretano alifático, um poliéster glutarato, um trietileno glicol, um caprato/caprilato, um alquil éter de cadeia longa, um glutarato de dialquil éster, um polímero monomérico, um poliéster baseado em ácido adipico, um ácido de dimero hidrogenado, um ácido de dimero destilado, um trimero de ácido graxo polimerizado, um etil éster de colágeno hidrolizado, um ácido isosteárico, um oleato de sorbitan, uma ceratina hidrolizada de cocoila, um óleo de lanolina, um adipato de dialquila, um fosfato de alquilarila, um fosfato de alquil diarila, um fosfato de triarila modificado, um fosfato de triarila, um ftalato de butil benzila, um ftalato de octil benzila, ftalato de analquil benzila, um adiapto de dibutoxi etoxi etila, um fosfato de 2- etilhexildifenila, uma dibutoxi etoxi etil formila, um adipato de diisopropila, um sebacato de diisopropila, um oleato de isodecila, um dicaprato de neopentil glicol, um dioctanoato de neopentil glicol, um neopentanoato de isohexila, uma lanolina etoxilada, um polioxietileno colesterol, um álcool lanolinico, propoxilado (2 moles), um álcool lanolinico propoxilado, um derivado polioxietileno acetilado de lanolina, um dimetilpolisiloxano, uma glicerina, um polietileno glicol, um ftalato de dibutila, um monoisobutirato de 2,2,4-trimetil-l,3-pentanodíol, um ftalato de diisononila e combinações destes.

14. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracter!zado pelo fato de o citado dispersante ser selecionado do grupo compreendendo um ditiofosfato de zinco, um alquilditiofosfato de zinco e combinações destes.

15. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado dispersante compreender um tensoativo adicionado ao citado meio liquido promovendo suspensão uniforme de partículas sólidas extremamente finas de tamanho coloidal.

16. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado dispersante compreender um composto solúvel ou dispersável em óleo de cadeia longa que funciona para dispersar a "borra fria" formada em motores.

17. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado óleo mineral compreender um óleo neutro refinado de solvente, um óleo mineral branco, um óleo parafinico, um óleo naftênico de MVI e combinações destes.

18. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado óleo mineral adicionalmente compreender um óleo mineral hidrocraqueado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado óleo hidrogenado compreender um óleo mineral fortemente hidrocraqueado.

20. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado óleo sintético ser selecionado do grupo consistindo de uma polialfaolefina, um éster, um nafteno, um polialquilglicol, um óleo de hidrocarboneto, um óleo de hidrocarboneto halo- substituído tal como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas, um polibutileno, um polipropileno, um copolimero de propileno-isobutileno, um polibutileno clorado, um poli{1-octenos), um poli(1-decenos), um alquilbenzeno, um dodecilbenzeno, um tetradecilbenzeno, um dinonilbenzeno, um di-(2-etilhexil)benzeno,uma polifenila, uma bifenila, uma terfenila, uma polifenila alquilada, um difenil éter alquilado, um sulfeto de difenila alquilado, um polímero de óxido de alquileno e interpolímeros e derivados destes onde os grupos hidroxila terminais tenham sido modificados por esterificação, um éster de um ácido dicarboxílico, um ácido ftálico, um ácido succínico, um ácido alquil succínico e um ácido alquenil succínico, um ácido maleico, um ácido azelaico, um ácido subérico, um ácido sebácico, um ácido fumárico, um ácido adípico, um ácido alquenil malônico, um álcool butilico, um álcool hexilico, um álcool dodecilico, um álcool 2-etilhexílico, um etileno glicol dietileno glicol monoéter, um propileno glicol, um adipato de dibutila, um sebacato de di(2- etilhexila), um fumarato de di-hexila, um sebacato de dioctila, um azelato de diisooctila, um azealato de diisodecila, um ftalato de dioctila, um ftalato de didecila, um sebacato de dicicosila, um 2-etilhexil diéster de dimero de ácido linoleico, um poliol éter, um neopentil glicol, trimetilolpropano, um pentaeritritol, um dipentaeritritol, um tripentaeritritol, um polioléster, um diéster di-alifático de ácidos alquil carboxílicos tais como di-2-etilhexilazelato, di- isodeciladipato e di-trideciladipato, um diéster alifático de um ácido dicarboxílico, um dialquil diéster alifático de um ácido alquil dicarboxilico, tal como azelato de di-2-etilhexila, azelato de di-isodecila, azelato de di-tridecila, adipato de di-isodecila, adipato de di-tridecila.

21. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado óleo sintético ser selecionado do grupo tendo viscosidade variada de cerca de 2 a cerca de 460 centistokes.

22. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de as citadas nanoparticulas de carbono serem selecionadas do grupo consistindo de nanotubos de partículas de carbono amorfo, fibras de carbono, partículas esféricas, nanotubos curtos e combinações destes.

23. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de as citadas nanopartícuias de carbono serem tratadas superficial e quimicamente para conseguir certo nível de hidrofilicidade por um tratamento com carvão ativado.

24. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de adicionalmcnte compreender a etapa de variar a quantidade das citadas nanoparticulas de carbono, do citado dispersante, e do citado meio líquido e mantendo um valor HBL de 8 ou menor, produzindo compostos tendo uma consistência tipo de gel, graxa ou cera.

25. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o citado dispersante ser selecionado do grupo consistindo de um tensoativo aniônico, um tensoativo iônico e misturas destes.

26. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a adição de nanomaterial de carbono ser feita com ultrassonificação.