一種石墨烯和其他炭材料的混合工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于粉體的混合工藝，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(shù)】
[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(dǎo)率和電導(dǎo)率以及優(yōu)異的力學(xué)性能，使它們可以作為功能填料或添加劑加入到高聚物中，用于提高聚合物的性能，從而制備得到高性能的納米復(fù)合材料。但在石墨稀和其他炭材料的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，石墨烯和其他炭材料之間存在較強(qiáng)的范德華力或者氫鍵等相互作用，使其極易發(fā)生團(tuán)聚而不能均勻穩(wěn)定的分散。通常，人們通過化學(xué)接枝將羧基、羥基、氨基等一些有機(jī)官能團(tuán)接到石墨稀或/和其他炭材料表面對其進(jìn)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(jié)構(gòu)，極大地影響了石墨烯或和其他炭材料本身的性能，從而難以制備得到高性能的納米復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種不會(huì)破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構(gòu)、可保持石墨烯和其他碳材料本身的優(yōu)良性能的石墨烯和其他炭材料混合的工藝。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)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:干燥上述經(jīng)過研磨的混合物。
[0009]在一些實(shí)施方式中，步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、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(shí)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(shí)施方式中，炭材料:溶劑的質(zhì)量比為2:1-1:5。
[0012]在一些實(shí)施方式中，步驟二中通過砂磨機(jī)或珠磨機(jī)對步驟一所獲得的混合物進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間為2_24h。
[0013]在一些實(shí)施方式中，步驟三的干燥方式為高溫烘干或/和低溫凍干或/和噴霧干燥。
[0014]在一些實(shí)施方式中，步驟三的干燥溫度為40_200°C。
[0015]在一些實(shí)施方式中，步驟三的干燥時(shí)間為0.5_24h。
[0016]其有益效果為:本發(fā)明采用機(jī)械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩(wěn)定的插層架構(gòu)，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(xiàn)象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發(fā)生團(tuán)聚、分散均勻，且不會(huì)破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構(gòu)，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優(yōu)良性能。本發(fā)明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設(shè)備簡易，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種石墨烯和其他炭材料混合工藝的一實(shí)施方式制備獲得的石墨烯和炭黑混合粉體的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)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:干燥上述經(jīng)過研磨的混合物。
[0022]步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、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(zhì)量比為2:1-1: 5步驟二中通過砂磨機(jī)或珠磨機(jī)對步驟一所獲得的混合物進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間為2-24h。步驟三的干燥方式為高溫烘干或/和低溫凍干或/和噴霧干燥。步驟三的干燥溫度為40-200 °C。步驟三的干燥時(shí)間為0.5-24ho
[0023]本發(fā)明采用機(jī)械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩(wěn)定的插層架構(gòu)，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(xiàn)象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發(fā)生團(tuán)聚、分散均勻，且不會(huì)破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構(gòu)，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優(yōu)良性能。本發(fā)明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設(shè)備簡易，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0024]實(shí)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(jī)濕法研磨12h，在120°C條件下高溫烘干上述混合物10h，至溶劑被去除后獲得3980g的插層復(fù)合的粉體混合物。粉體混合物的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0026]實(shí)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(jī)濕法研磨6h，在180°C條件下噴霧干燥和高溫烘干上述混合物8h，至溶劑被去除后獲得2490g的插層復(fù)合的粉體混合物。
[0028]實(shí)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(jī)干法研磨22h，在50°C條件下低溫烘干上述混合物22h，至溶劑被去除后獲得9975g的插層復(fù)合的粉體混合物。
[0030]上述說明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述【具體實(shí)施方式】。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，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:干燥上述經(jīng)過研磨的混合物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述步驟一中的溶劑選自水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺、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(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述其他炭材料選自炭黑、石墨和碳納米管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述炭材料:溶劑的質(zhì)量比為2:1-1:5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述步驟二中通過砂磨機(jī)或珠磨機(jī)對步驟一所獲得的混合物進(jìn)行研磨，研磨時(shí)間為2-24h。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述步驟三的干燥方式為高溫烘干或/和低溫凍干或/和噴霧干燥。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述步驟三的干燥溫度為40-200 °C。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工藝，其特征在于，所述步驟三的干燥時(shí)間為0.5-24h。
【專利摘要】本發(fā)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：干燥上述經(jīng)過研磨的混合物。本發(fā)明采用機(jī)械混合獲得石墨烯和其他炭材料的混合物，能夠形成穩(wěn)定的插層架構(gòu)，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(xiàn)象，使石墨烯粉體在橡膠中不易發(fā)生團(tuán)聚、分散均勻，且不會(huì)破壞石墨烯和其他炭材料的本身架構(gòu)，保持了石墨烯和其他碳材料本身的優(yōu)良性能。本發(fā)明工藝簡單易行，條件溫和、方法安全易操作，所需設(shè)備簡易，生產(chǎn)成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C09C1/46, C09C3/04, C09C1/48, C09C3/06, C08L21/00, C08K3/04
【公開號】CN105713422
【申請?zhí)枴緾N201610101006
【發(fā)明人】蕭小月, 徐燕, 姜恒, 杜航
【申請人】青島德通納米技術(shù)有限公司