炭黑石墨化改性方法与流程

1.本发明涉及一种炭黑改性方法，尤其涉及一种对炭黑进行石墨化改性的方法。


背景技术：

2.传统的炭黑改性方法主要是基于改变炭黑的元素组成和表面官能团，目的是改善炭黑的分散性，赋予炭黑良好的亲水性。中国专利文献cn107022112a（一种炭黑表面石墨烯化的方法）、cn112852190a（一种石墨烯包覆炭黑材料及其制备方法）虽然可在炭黑表面形成石墨烯包覆层，从而提高炭黑的表面活性，但并未改变炭黑原子的分布结构；存在制备工艺复杂、成本高、环境污染大等诸多缺陷。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种炭黑石墨化改性方法，该方法能够能够部分改变炭黑中碳原子分布结构，使炭黑的微晶结构从无定形碳的无序状态向石墨结晶结构的有序状态过渡。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：1）将石墨坩埚置于密闭的石墨化炉中；2）在石墨坩埚中填满炭黑，排除石墨化炉内的空气；3）将石墨坩埚加热至2800～3000℃，保温3～5小时，随炉冷却。
5.与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，在缺氧环境中对对炭黑进行石墨化改性热处理，不仅能够去除炭黑中的硫，而且还可以使炭黑在高温固相中发生微晶结构变化（炭黑的微晶结构从无定形碳的无序状态向有序的石墨结晶结构过渡），使炭黑粒子间聚成链状或葡萄状结构发生部分的石墨化改变，因而赋予发生石墨化的碳原子结构具有一部分石墨结构功能，从而可提高炭黑的导电、导热性能。
6.以下是在相同条件下、将等体积分数的改性炭黑和未改性炭黑加入导热橡胶中，然后对两种导热橡胶性能进行测试的一组数据：表1：石墨化改性前后同等体积分数炭黑加入导热橡胶的导热系数比较
从上表中可以看出，导热橡胶的导热系数随着温度的升高呈现出增加的趋势；炭黑经石墨化改性处理后，填充改性炭黑的导热橡胶其导热系数可获得很大的提高。
具体实施方式
7.下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：1）将干燥的炭黑粉碎至0.3～0.5mm，过筛，保证筛下的炭黑粒度为45～55μm；2）将石墨坩埚置于密闭的石墨化炉中；3）在石墨坩埚中填满筛下的炭黑，排除石墨化炉内的空气；4）将石墨坩埚加热至2800～3000℃，保温3～5小时，随炉冷却。


技术特征：
1.一种炭黑石墨化改性方法，其特征在于步骤如下：1）将石墨坩埚置于密闭的石墨化炉中；2）在石墨坩埚中填满炭黑，排除石墨化炉内的空气；3）将石墨坩埚加热至2800～3000℃，保温3～5小时，随炉冷却。

技术总结
本发明公开了一种炭黑石墨化改性方法，属于炭黑改性方法；旨在提供一种提高炭黑导电、导热性能的方法。其方法是将石墨坩埚置于密闭的石墨化炉中；在石墨坩埚中填满炭黑，排除石墨化炉内的空气；将石墨坩埚加热至2800～3000℃，保温3～5小时，随炉冷却。本发明不仅能够去除炭黑中的硫，而且还可以使炭黑在高温固相中发生微晶结构变化，使炭黑粒子间聚成链状或葡萄状结构的聚集体发生部分的石墨化改变，从而赋予发生石墨化的碳原子结构具有一部分石墨结构的功能。是一种对炭黑进行石墨化改性的方法。法。


技术研发人员：张小华 蒋新良
受保护的技术使用者：江西威尔士科技发展有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2021/12/10