本實(shí)用新型涉及橡膠復(fù)合材料的加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于制備石墨烯/橡膠復(fù)合材料的裝置。

背景技術(shù)：

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢品格的平面薄膜，其厚度僅為一個(gè)碳原子層的厚度(約0.34nm)，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄的二維材料，是目前已知物質(zhì)中硬度最高、強(qiáng)度最高(楊氏模量超過1000GPa，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍)，熱導(dǎo)率最高(～3000W/mK)、導(dǎo)電速度最快(2×10⁵cm²/Vs)、比表面積超大(高達(dá)2600m²/g)的材料。因此，石墨烯作為一種納米填料，與橡膠材料復(fù)合將帶來橡膠材料性能的大幅提升。石墨烯的高補(bǔ)強(qiáng)性，對(duì)橡膠材料有著非常高的增強(qiáng)效率；石墨烯的高導(dǎo)熱性，能大幅提高橡膠材料熱導(dǎo)率和耐熱性；石墨烯的超高導(dǎo)電性，使得少量填充的橡膠材料擁有高的電導(dǎo)率和更低的導(dǎo)電閾值，提升橡膠材料的導(dǎo)電性能。但石墨烯作為納米級(jí)補(bǔ)強(qiáng)材料，其提高橡膠材料性能的前提是石墨烯在橡膠基體材料內(nèi)要實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的分散，保證石墨烯與橡膠分子發(fā)生強(qiáng)相互作用。但由于石墨烯作為納米級(jí)別填料，本身粒徑小且具有極大的比表面積，石墨烯自身總是傾向凝聚。目前橡膠加工工藝常采用的雙棍機(jī)械共混法和常規(guī)攪拌法很難實(shí)現(xiàn)石墨烯的納米級(jí)分散，在添加的過程中石墨烯自身就發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致石墨烯對(duì)橡膠材料的補(bǔ)強(qiáng)效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種石墨烯在橡膠基體材料中分散狀態(tài)良好的石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，包括殼體，所述殼體的內(nèi)腔為混合室，所述殼體上設(shè)有與所述混合室分別連通的石墨烯懸浮液入口、第一噴嘴和第二噴嘴，所述第一噴嘴位于殼體內(nèi)的一端為第一噴嘴出口，另一端為第一噴嘴進(jìn)口，所述第一噴嘴出口的口徑小于第一噴嘴進(jìn)口的口徑，所述第二噴嘴位于殼體內(nèi)的一端為第二噴嘴進(jìn)口，另一端為第二噴嘴出口，所述第二噴嘴出口的口徑小于第二噴嘴進(jìn)口的口徑。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，其中所述第一噴嘴與第二噴嘴相對(duì)且同軸設(shè)置。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，其中所述第一噴嘴出口的側(cè)壁上開設(shè)有噴孔。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，其中所述噴孔設(shè)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述噴孔沿第一噴嘴出口的周向均勻布置。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，其中所述第一噴嘴出口固設(shè)有一擋板，所述擋板上開設(shè)有噴孔，所述噴孔設(shè)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述噴孔沿?fù)醢寰鶆虿贾谩?/p>

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實(shí)用新型在使用的時(shí)候，先將石墨烯懸浮液從石墨烯懸浮液入口注入到混合室中，之后利用高壓水射流裝置將橡膠溶液以射流的方式經(jīng)第一噴嘴噴射到石墨烯懸浮液中，兩股流體間巨大的速度差將造成劇烈的混合效應(yīng)，使得石墨烯很均勻地分散到橡膠溶液中，分散狀態(tài)良好。在第二噴嘴出口對(duì)混合后的溶液進(jìn)行收集。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中的A向視圖；

圖5為本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，包括殼體1，所述殼體1的內(nèi)腔為混合室5，所述殼體1上設(shè)有與所述混合室5分別連通的石墨烯懸浮液入口2、第一噴嘴3和第二噴嘴4，所述第一噴嘴3位于殼體1內(nèi)的一端為第一噴嘴出口，另一端為第一噴嘴進(jìn)口，所述第一噴嘴出口的口徑小于第一噴嘴進(jìn)口的口徑，所述第二噴嘴4位于殼體1內(nèi)的一端為第二噴嘴進(jìn)口，另一端為第二噴嘴出口，所述第二噴嘴出口的口徑小于第二噴嘴進(jìn)口的口徑。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置，其中所述第一噴嘴3與第二噴嘴4相對(duì)且同軸設(shè)置。之所以將第一噴嘴3與第二噴嘴4相對(duì)且同軸設(shè)置，是為了方便將兩種溶液在混合室5內(nèi)進(jìn)行混合并且便于回收混合后的溶液。

如圖2所示，所述第一噴嘴出口的側(cè)壁上開設(shè)有噴孔6。通過該噴孔6，從第一噴嘴3進(jìn)入的溶液不僅能夠通過第一噴嘴出口進(jìn)入混合室5，也能夠通過上述噴孔6進(jìn)入混合室5，增強(qiáng)溶液的混合效果。

所述噴孔6設(shè)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述噴孔6沿第一噴嘴出口的周向均勻布置。將噴孔6沿第一噴嘴3的周向均勻布置，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)溶液的混合效果。

如圖3所示，并參照?qǐng)D4，所述第一噴嘴出口固設(shè)有一擋板，所述擋板上開設(shè)有噴孔6，所述噴孔6設(shè)為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述噴孔6沿?fù)醢寰鶆虿贾?。開設(shè)噴孔6的目的是為了進(jìn)一步增強(qiáng)溶液的混合效果。

如圖5所示，所述第一噴嘴出口的側(cè)壁上開設(shè)有噴孔6，并且第一噴嘴出口固設(shè)有一擋板，所述擋板上也開設(shè)有噴孔6。從第一噴嘴3進(jìn)入到混合室5的溶液既能夠從第一噴嘴出口側(cè)壁上的噴孔6進(jìn)入，也能夠從擋板上的噴孔6進(jìn)入，增強(qiáng)溶液的混合效果。

本實(shí)用新型石墨烯/橡膠復(fù)合材料的制備裝置的使用方法如下：

將所述殼體1平放，并使所述石墨烯懸浮液入口2朝上；

將制備好的石墨烯懸浮液從石墨烯懸浮液入口2注入所述殼體1的混合室5；

將制備好的橡膠溶液以射流的方式從所述第一噴嘴3噴射到所述混合室5中，與混合室5中的石墨烯懸浮液混合；

在所述第二噴嘴4的出口處對(duì)石墨烯懸浮液與橡膠溶液混合后形成的石墨烯/橡膠混合液進(jìn)行收集。

通過增壓設(shè)備將橡膠溶液經(jīng)過第一噴嘴3產(chǎn)生高速射流束進(jìn)入混合室5，將產(chǎn)生強(qiáng)大的吸入效應(yīng)，石墨烯懸浮液從石墨烯懸浮液入口2進(jìn)入混合室5，兩股流體間巨大的速度差造成劇烈的混合效應(yīng)，使石墨烯很均勻地分散到橡膠溶液中。

本實(shí)用新型在使用的時(shí)候，利用高壓水射流裝置將橡膠溶液以射流的方式噴射到石墨烯懸浮液中，兩股流體間巨大的速度差將造成劇烈的混合效應(yīng)，使得石墨烯很均勻地分散到橡膠溶液中，分散狀態(tài)良好。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。