一種石墨烯和其他炭材料的混合工藝的製作方法

2023-09-13 07:20:10 3

一種石墨烯和其他炭材料的混合工藝的製作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於粉體的混合工藝，更具體涉及一種石墨稀和其他炭材料的混合工藝。
【背景技術】
[0002]石墨稀和炭黑、石墨等炭材料都具有$父大的比表面積、尚的熱導率和電導率以及優異的力學性能，使它們可以作為功能填料或添加劑加入到高聚物中，用於提高聚合物的性能，從而製備得到高性能的納米複合材料。但在石墨稀和其他炭材料的應用過程中發現，石墨烯和其他炭材料之間存在較強的範德華力或者氫鍵等相互作用，使其極易發生團聚而不能均勻穩定的分散。通常，人們通過化學接枝將羧基、羥基、氨基等一些有機官能團接到石墨稀或/和其他炭材料表面對其進行改性，從而提高石墨稀和其他炭材料在高分子聚合物中的分散性。但這種方法破壞了石墨烯或/和其他炭材料的晶體結構，極大地影響了石墨烯或和其他炭材料本身的性能，從而難以製備得到高性能的納米複合材料。

【發明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發明提供一種不會破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構、可保持石墨烯和其他碳材料本身的優良性能的石墨烯和其他炭材料混合的工藝。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]—種石墨稀和其他炭材料的混合工藝，包括如下步驟:
[0006]步驟一:向溶劑中加入石墨稀和其他炭材料；
[0007]步驟二:研磨上述混合物；
[0008]步驟三:乾燥上述經過研磨的混合物。
[0009]在一些實施方式中，步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷。
[0010]在一些實施方式中，其他炭材料選自炭黑、石墨和碳納米管。
[0011]在一些實施方式中，炭材料:溶劑的質量比為2:1-1:5。
[0012]在一些實施方式中，步驟二中通過砂磨機或珠磨機對步驟一所獲得的混合物進行研磨，研磨時間為2_24h。
[0013]在一些實施方式中，步驟三的乾燥方式為高溫烘乾或/和低溫凍幹或/和噴霧乾燥。
[0014]在一些實施方式中，步驟三的乾燥溫度為40_200°C。
[0015]在一些實施方式中，步驟三的乾燥時間為0.5_24h。
[0016]其有益效果為:本發明採用機械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩定的插層架構，減弱石墨烯和炭材料層間的相互作用力，減弱其層間疊加現象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發生團聚、分散均勻，且不會破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優良性能。本發明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設備簡易，生產成本低，易於實現工業化生產。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明一種石墨烯和其他炭材料混合工藝的一實施方式製備獲得的石墨烯和炭黑混合粉體的SEM圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明公開一種石墨烯和其他炭材料的混合工藝，包括如下步驟:
[0019]步驟一:向溶劑中加入石墨稀和其他炭材料；
[0020]步驟二:研磨上述混合物；
[0021 ] 步驟三:乾燥上述經過研磨的混合物。
[0022]步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷。其他炭材料選自炭黑、石墨和碳納米管。炭材料:溶劑的質量比為2:1-1: 5步驟二中通過砂磨機或珠磨機對步驟一所獲得的混合物進行研磨，研磨時間為2-24h。步驟三的乾燥方式為高溫烘乾或/和低溫凍幹或/和噴霧乾燥。步驟三的乾燥溫度為40-200 °C。步驟三的乾燥時間為0.5-24ho
[0023]本發明採用機械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩定的插層架構，減弱石墨烯和炭材料層間的相互作用力，減弱其層間疊加現象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發生團聚、分散均勻，且不會破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優良性能。本發明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設備簡易，生產成本低，易於實現工業化生產。
[0024]實施例一
[0025]將2000g的石墨稀、2000g的炭黑放入2000g的水中，通過砂磨機溼法研磨12h，在120°C條件下高溫烘乾上述混合物10h，至溶劑被去除後獲得3980g的插層複合的粉體混合物。粉體混合物的結構如圖1所示。
[0026]實施例二
[0027]將100g的石墨稀、100g的炭黑和500g的石墨放入5000g的乙醇中，通過珠磨機溼法研磨6h，在180°C條件下噴霧乾燥和高溫烘乾上述混合物8h，至溶劑被去除後獲得2490g的插層複合的粉體混合物。
[0028]實施例三
[0029]將5000g的石墨烯、3000g的炭黑和2000g的石墨放入1000g的三氯甲烷中，通過砂磨機幹法研磨22h，在50°C條件下低溫烘乾上述混合物22h，至溶劑被去除後獲得9975g的插層複合的粉體混合物。
[0030]上述說明已經充分揭露了本發明的【具體實施方式】。需要指出的是，熟悉該領域的技術人員對本發明的【具體實施方式】所做的任何改動均不脫離本發明的權利要求書的範圍。相應地，本發明的權利要求的範圍也並不僅僅局限於前述【具體實施方式】。
【主權項】
1.一種石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟一:向溶劑中加入石墨稀和其他炭材料； 步驟二:研磨上述混合物； 步驟三:乾燥上述經過研磨的混合物。2.根據權利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷和三氯甲烷。3.根據權利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述其他炭材料選自炭黑、石墨和碳納米管。4.根據權利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述炭材料:溶劑的質量比為2:1-1:5。5.根據權利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述步驟二中通過砂磨機或珠磨機對步驟一所獲得的混合物進行研磨，研磨時間為2-24h。6.根據權利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述步驟三的乾燥方式為高溫烘乾或/和低溫凍幹或/和噴霧乾燥。7.根據權利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述步驟三的乾燥溫度為40-200 °C。8.根據權利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特徵在於，所述步驟三的乾燥時間為0.5-24h。
【專利摘要】本發明公開一種石墨烯和其他炭材料的混合工藝，包括如下步驟：步驟一：向溶劑中加入石墨烯和其他炭材料；步驟二：研磨上述混合物；步驟三：乾燥上述經過研磨的混合物。本發明採用機械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩定的插層架構，減弱石墨烯和炭材料層間的相互作用力，減弱其層間疊加現象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發生團聚、分散均勻，且不會破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優良性能。本發明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設備簡易，生產成本低，易於實現工業化生產。
【IPC分類】C09C1/46, C09C3/04, C09C1/48, C09C3/06, C08L21/00, C08K3/04
【公開號】CN105713422
【申請號】CN201610101006
【發明人】蕭小月, 徐燕, 姜恆, 杜航
【申請人】青島德通納米技術有限公司