本發(fā)明屬于導(dǎo)電材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料的制備方法。

背景技術(shù)：

導(dǎo)電膠是指具有一定導(dǎo)電性能的特殊膠黏劑，主要是通過在有機(jī)聚合物基體中加入固化劑、導(dǎo)電填料以及其他添加劑等固化而得，且具有與金屬相近的導(dǎo)電性能。按導(dǎo)電膠中導(dǎo)電粒子的種類不同，可分為金、銀、銅和碳系導(dǎo)電膠。

石墨不僅具有天然的導(dǎo)電性，而且兼有性能穩(wěn)定、良好的耐酸耐堿性和分散性等優(yōu)點(diǎn)，是制備導(dǎo)電膠的優(yōu)良材料。石墨資源豐富、成本低廉，相對于金屬導(dǎo)電填料而言，石墨具有絕對的價格優(yōu)勢，所以，石墨導(dǎo)電膠具有良好的應(yīng)用前景。但是，天然石墨通常以微米級鱗片粉末形式存在，直接把它作為導(dǎo)電填料，填充量較大，制品的密度高，力學(xué)性能差，因此，在許多導(dǎo)電膠制品方面的應(yīng)用受到了限制。

納米材料處于介觀尺度、比表面積大。由此而帶來的量子限域效果、表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)使其具備了獨(dú)特的理化性質(zhì)。利用納米材料的特點(diǎn)來改善導(dǎo)電膠的各項(xiàng)性能，改性傳統(tǒng)鱗片石墨成納米尺度的導(dǎo)電填料被引入到導(dǎo)電膠復(fù)合材料體系當(dāng)中，相關(guān)的研究逐漸成為了導(dǎo)電膠領(lǐng)域的新型熱點(diǎn)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對傳統(tǒng)石墨導(dǎo)電填料以天然鱗片石墨直接添加，填充量較大，導(dǎo)致制品密度高，力學(xué)性能下降的問題，提供了一種鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案：

（1）將鱗片石墨氧化后膨脹后制得膨脹石墨，將膨脹石墨與石油醚保壓后瞬間泄壓，再經(jīng)冷卻、過濾和干燥后制得納米石墨微片；

（2）將銀氨溶液與納米石墨微片混合，以乙醛為還原劑，經(jīng)反應(yīng)后過濾、洗滌和干燥，即得鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明使鱗片石墨膨脹后，于高壓條件下，使石油醚蒸氣進(jìn)入膨脹石墨孔隙中，并在孔隙中冷凝成液態(tài)石油醚，再經(jīng)瞬間泄壓，使孔隙中的液態(tài)石油醚瞬間轉(zhuǎn)化為石油醚蒸氣，并使膨脹石墨碎裂，形成納米石墨微片，再以乙醛為還原劑，在石墨微片表面還原沉積產(chǎn)生銀，進(jìn)一步增強(qiáng)產(chǎn)品的導(dǎo)電性能；

（2）本發(fā)明所得產(chǎn)品作為導(dǎo)電填料應(yīng)用于導(dǎo)電膠中，因?qū)щ娦阅艿奶岣撸畛淞繙p少，制品的力學(xué)性能得以提高，所制得的導(dǎo)電膠體積電阻率為10^-5～10^-3ω·cm，抗剪切強(qiáng)度為180～200mpa，使用壽命較常規(guī)導(dǎo)電膠延長2～4年。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所需的原料有：鱗片石墨、98%硫酸、65%硝酸、高錳酸鉀、氮?dú)?、膨脹石墨、石油醚?%硝酸銀溶液、2～4%氨水。

稱取40～60kg鱗片石墨，倒入托盤中，再將托盤轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為80～90℃條件下，干燥16～24h，得干燥鱗片石墨，再于聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，依次加入20～30l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，10～12l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%硝酸，1～3kg高錳酸鉀，35～40kg所得干燥鱗片石墨，于溫度為55～65℃，轉(zhuǎn)速為500～600r/min條件下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)12～18h，利用高錳酸鉀在酸性條件下，氧化鱗片石墨，待反應(yīng)結(jié)束，將聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中物料過濾，得氧化石墨濾餅，用去離子水洗滌氧化石墨濾餅直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的氧化石墨濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重后轉(zhuǎn)入馬弗爐，以10～15ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，以10～15℃/min速率持續(xù)升溫至1000～1100℃，保溫20～30s，經(jīng)高溫煅燒使氧化石墨膨脹，隨爐冷卻至室溫，出料，得膨脹石墨，稱取25～30kg膨脹石墨，倒入盛有50～80l石油醚的高壓反應(yīng)釜中，以600～800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合20～40min后，開啟反應(yīng)釜加熱器，使反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)1.6～1.8mpa，保壓30～45s，再打開反應(yīng)釜底部出料閥門，使反應(yīng)釜中物料噴射進(jìn)入接收釜中，待接收釜中物料自然冷卻至室溫，將接收釜中物料過濾，得含納米石墨微片的濾渣，并將含納米石墨微片的濾渣置于真空干燥箱中，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，利用在反應(yīng)釜高壓條件下，使石油醚蒸氣進(jìn)入膨脹石墨孔隙中，并在孔隙中冷凝成液態(tài)石油醚，再經(jīng)瞬間泄壓，使孔隙中的液態(tài)石油醚瞬間轉(zhuǎn)化為石油醚蒸氣，并使膨脹石墨碎裂，得納米石墨微片，量取300～500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸銀溶液，倒入三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為55～60℃，轉(zhuǎn)速為500～600r/min條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2～4%氨水，待三口燒瓶中產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加氨水，直至產(chǎn)生的沉淀完全溶解為止，形成銀氨溶液，再向三口燒瓶中加入100～150g上述所得納米石墨微片，繼續(xù)恒溫?cái)嚢杌旌?5～60min，待恒溫?cái)嚢杌旌辖Y(jié)束，通過滴液漏斗向三口燒瓶中加入10～20ml乙醛，利用乙醛還原銀氨溶液，產(chǎn)生的銀單質(zhì)包裹于納米石墨微片表面，再將三口燒瓶于超聲振蕩儀中，以40～45khz頻率超聲處理10～15s后，將三口燒瓶移入水浴鍋中，于溫度為65～70℃條件下靜置15～20min，再將三口燒瓶中物料過濾，得鍍銀納米石墨微片濾餅，并用去離子水洗滌鍍銀納米石墨微片濾餅3～5次，再將鍍銀納米石墨微片濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，避免銀被氧化，于溫度為105～110℃條件下干燥至恒重，得鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料。

實(shí)例1

稱取40kg鱗片石墨，倒入托盤中，再將托盤轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為80℃條件下，干燥16h，得干燥鱗片石墨，再于聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，依次加入20l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，10l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%硝酸，1kg高錳酸鉀，35kg所得干燥鱗片石墨，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)12h，待反應(yīng)結(jié)束，將聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中物料過濾，得氧化石墨濾餅，用去離子水洗滌氧化石墨濾餅直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的氧化石墨濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重后轉(zhuǎn)入馬弗爐，以10ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，以10℃/min速率持續(xù)升溫至1000℃，保溫20s，隨爐冷卻至室溫，出料，得膨脹石墨，稱取25kg膨脹石墨，倒入盛有50l石油醚的高壓反應(yīng)釜中，以600r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合20min后，開啟反應(yīng)釜加熱器，使反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)1.6mpa，保壓30s，再打開反應(yīng)釜底部出料閥門，使反應(yīng)釜中物料噴射進(jìn)入接收釜中，待接收釜中物料自然冷卻至室溫，將接收釜中物料過濾，得含納米石墨微片的濾渣，并將含納米石墨微片的濾渣置于真空干燥箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，再經(jīng)瞬間泄壓，使膨脹石墨碎裂，得納米石墨微片，量取300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸銀溶液，倒入三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為500r/min條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%氨水，待三口燒瓶中產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加氨水，直至產(chǎn)生的沉淀完全溶解為止，形成銀氨溶液，再向三口燒瓶中加入100g上述所得納米石墨微片，繼續(xù)恒溫?cái)嚢杌旌?5min，待恒溫?cái)嚢杌旌辖Y(jié)束，通過滴液漏斗向三口燒瓶中加入10ml乙醛，利用乙醛還原銀氨溶液，產(chǎn)生的銀單質(zhì)包裹于納米石墨微片表面，再將三口燒瓶于超聲振蕩儀中，以40khz頻率超聲處理10s后，將三口燒瓶移入水浴鍋中，于溫度為65℃條件下靜置15min，再將三口燒瓶中物料過濾，得鍍銀納米石墨微片濾餅，并用去離子水洗滌鍍銀納米石墨微片濾餅3次，再將鍍銀納米石墨微片濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為105℃條件下干燥至恒重，得鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料。

實(shí)例2

稱取60kg鱗片石墨，倒入托盤中，再將托盤轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為90℃條件下，干燥24h，得干燥鱗片石墨，再于聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，依次加入30l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，12l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%硝酸，3kg高錳酸鉀，40kg所得干燥鱗片石墨，于溫度為65℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)18h，待反應(yīng)結(jié)束，將聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中物料過濾，得氧化石墨濾餅，用去離子水洗滌氧化石墨濾餅直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的氧化石墨濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重后轉(zhuǎn)入馬弗爐，以15ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，以15℃/min速率持續(xù)升溫至1100℃，保溫30s，隨爐冷卻至室溫，出料，得膨脹石墨，稱取30kg膨脹石墨，倒入盛有80l石油醚的高壓反應(yīng)釜中，以800r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合40min后，開啟反應(yīng)釜加熱器，使反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)1.8mpa，保壓45s，再打開反應(yīng)釜底部出料閥門，使反應(yīng)釜中物料噴射進(jìn)入接收釜中，待接收釜中物料自然冷卻至室溫，將接收釜中物料過濾，得含納米石墨微片的濾渣，并將含納米石墨微片的濾渣置于真空干燥箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，再經(jīng)瞬間泄壓，使膨脹石墨碎裂，得納米石墨微片，量取500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸銀溶液，倒入三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為600r/min條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%氨水，待三口燒瓶中產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加氨水，直至產(chǎn)生的沉淀完全溶解為止，形成銀氨溶液，再向三口燒瓶中加入150g上述所得納米石墨微片，繼續(xù)恒溫?cái)嚢杌旌?0min，待恒溫?cái)嚢杌旌辖Y(jié)束，通過滴液漏斗向三口燒瓶中加入20ml乙醛，利用乙醛還原銀氨溶液，產(chǎn)生的銀單質(zhì)包裹于納米石墨微片表面，再將三口燒瓶于超聲振蕩儀中，以45khz頻率超聲處理15s后，將三口燒瓶移入水浴鍋中，于溫度為70℃條件下靜置20min，再將三口燒瓶中物料過濾，得鍍銀納米石墨微片濾餅，并用去離子水洗滌鍍銀納米石墨微片濾餅5次，再將鍍銀納米石墨微片濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為110℃條件下干燥至恒重，得鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料。

實(shí)例3

稱取50kg鱗片石墨，倒入托盤中，再將托盤轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為85℃條件下，干燥20h，得干燥鱗片石墨，再于聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，依次加入25l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸，11l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%硝酸，2kg高錳酸鉀，38kg所得干燥鱗片石墨，于溫度為60℃，轉(zhuǎn)速為550r/min條件下，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)15h，待反應(yīng)結(jié)束，將聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中物料過濾，得氧化石墨濾餅，用去離子水洗滌氧化石墨濾餅直至洗滌液呈中性，再將洗滌后的氧化石墨濾餅轉(zhuǎn)入烘箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重后轉(zhuǎn)入馬弗爐，以13ml/min速率向爐內(nèi)通入氮?dú)?，在氮?dú)獗Ｗo(hù)狀態(tài)下，以13℃/min速率持續(xù)升溫至1050℃，保溫25s，隨爐冷卻至室溫，出料，得膨脹石墨，稱取28kg膨脹石墨，倒入盛有65l石油醚的高壓反應(yīng)釜中，以700r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合30min后，開啟反應(yīng)釜加熱器，使反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)1.7mpa，保壓37s，再打開反應(yīng)釜底部出料閥門，使反應(yīng)釜中物料噴射進(jìn)入接收釜中，待接收釜中物料自然冷卻至室溫，將接收釜中物料過濾，得含納米石墨微片的濾渣，并將含納米石墨微片的濾渣置于真空干燥箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，再經(jīng)瞬間泄壓，使膨脹石墨碎裂，得納米石墨微片，量取400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%硝酸銀溶液，倒入三口燒瓶中，再將三口燒瓶移入數(shù)顯測速恒溫磁力攪拌器中，于溫度為58℃，轉(zhuǎn)速為550r/min條件下，通過滴液漏斗向三口燒瓶中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%氨水，待三口燒瓶中產(chǎn)生沉淀后繼續(xù)滴加氨水，直至產(chǎn)生的沉淀完全溶解為止，形成銀氨溶液，再向三口燒瓶中加入125g上述所得納米石墨微片，繼續(xù)恒溫?cái)嚢杌旌?2min，待恒溫?cái)嚢杌旌辖Y(jié)束，通過滴液漏斗向三口燒瓶中加入15ml乙醛，利用乙醛還原銀氨溶液，產(chǎn)生的銀單質(zhì)包裹于納米石墨微片表面，再將三口燒瓶于超聲振蕩儀中，以42khz頻率超聲處理13s后，將三口燒瓶移入水浴鍋中，于溫度為68℃條件下靜置18min，再將三口燒瓶中物料過濾，得鍍銀納米石墨微片濾餅，并用去離子水洗滌鍍銀納米石墨微片濾餅4次，再將鍍銀納米石墨微片濾餅轉(zhuǎn)入真空干燥箱中，于溫度為108℃條件下干燥至恒重，得鍍銀納米石墨微片導(dǎo)電填料。