一种石墨烯和其他炭材料的混合工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于粉体的混合工艺，更具体涉及一种石墨稀和其他炭材料的混合工艺。
【背景技术】
[0002]石墨稀和炭黑、石墨等炭材料都具有$父大的比表面积、尚的热导率和电导率以及优异的力学性能，使它们可以作为功能填料或添加剂加入到高聚物中，用于提高聚合物的性能，从而制备得到高性能的纳米复合材料。但在石墨稀和其他炭材料的应用过程中发现，石墨烯和其他炭材料之间存在较强的范德华力或者氢键等相互作用，使其极易发生团聚而不能均匀稳定的分散。通常，人们通过化学接枝将羧基、羟基、氨基等一些有机官能团接到石墨稀或/和其他炭材料表面对其进行改性，从而提高石墨稀和其他炭材料在高分子聚合物中的分散性。但这种方法破坏了石墨烯或/和其他炭材料的晶体结构，极大地影响了石墨烯或和其他炭材料本身的性能，从而难以制备得到高性能的纳米复合材料。
【发明内容】
[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种不会破坏石墨烯和其他炭材料的本身架构、可保持石墨烯和其他碳材料本身的优良性能的石墨烯和其他炭材料混合的工艺。
[0004]本发明的技术方案如下:
[0005]—种石墨稀和其他炭材料的混合工艺，包括如下步骤:
[0006]步骤一:向溶剂中加入石墨稀和其他炭材料；
[0007]步骤二:研磨上述混合物；
[0008]步骤三:干燥上述经过研磨的混合物。
[0009]在一些实施方式中，步骤一中的溶剂选自水、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]在一些实施方式中，其他炭材料选自炭黑、石墨和碳纳米管。
[0011]在一些实施方式中，炭材料:溶剂的质量比为2:1-1:5。
[0012]在一些实施方式中，步骤二中通过砂磨机或珠磨机对步骤一所获得的混合物进行研磨，研磨时间为2_24h。
[0013]在一些实施方式中，步骤三的干燥方式为高温烘干或/和低温冻干或/和喷雾干燥。
[0014]在一些实施方式中，步骤三的干燥温度为40_200°C。
[0015]在一些实施方式中，步骤三的干燥时间为0.5_24h。
[0016]其有益效果为:本发明采用机械混合获得石墨烯和其他炭材料的混合物，能够形成稳定的插层架构，减弱石墨烯和炭材料层间的相互作用力，减弱其层间叠加现象，使石墨烯粉体在橡胶中不易发生团聚、分散均匀，且不会破坏石墨烯和其他炭材料的本身架构，保持了石墨烯和其他碳材料本身的优良性能。本发明工艺简单易行，条件温和、方法安全易操作，所需设备简易，生产成本低，易于实现工业化生产。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种石墨烯和其他炭材料混合工艺的一实施方式制备获得的石墨烯和炭黑混合粉体的SEM图。
【具体实施方式】
[0018]本发明公开一种石墨烯和其他炭材料的混合工艺，包括如下步骤:
[0019]步骤一:向溶剂中加入石墨稀和其他炭材料；
[0020]步骤二:研磨上述混合物；
[0021 ] 步骤三:干燥上述经过研磨的混合物。
[0022]步骤一中的溶剂选自水、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。其他炭材料选自炭黑、石墨和碳纳米管。炭材料:溶剂的质量比为2:1-1: 5步骤二中通过砂磨机或珠磨机对步骤一所获得的混合物进行研磨，研磨时间为2-24h。步骤三的干燥方式为高温烘干或/和低温冻干或/和喷雾干燥。步骤三的干燥温度为40-200 °C。步骤三的干燥时间为0.5-24ho
[0023]本发明采用机械混合获得石墨烯和其他炭材料的混合物，能够形成稳定的插层架构，减弱石墨烯和炭材料层间的相互作用力，减弱其层间叠加现象，使石墨烯粉体在橡胶中不易发生团聚、分散均匀，且不会破坏石墨烯和其他炭材料的本身架构，保持了石墨烯和其他碳材料本身的优良性能。本发明工艺简单易行，条件温和、方法安全易操作，所需设备简易，生产成本低，易于实现工业化生产。
[0024]实施例一
[0025]将2000g的石墨稀、2000g的炭黑放入2000g的水中，通过砂磨机湿法研磨12h，在120°C条件下高温烘干上述混合物10h，至溶剂被去除后获得3980g的插层复合的粉体混合物。粉体混合物的结构如图1所示。
[0026]实施例二
[0027]将100g的石墨稀、100g的炭黑和500g的石墨放入5000g的乙醇中，通过珠磨机湿法研磨6h，在180°C条件下喷雾干燥和高温烘干上述混合物8h，至溶剂被去除后获得2490g的插层复合的粉体混合物。
[0028]实施例三
[0029]将5000g的石墨烯、3000g的炭黑和2000g的石墨放入1000g的三氯甲烷中，通过砂磨机干法研磨22h，在50°C条件下低温烘干上述混合物22h，至溶剂被去除后获得9975g的插层复合的粉体混合物。
[0030]上述说明已经充分揭露了本发明的【具体实施方式】。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的【具体实施方式】所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述【具体实施方式】。
【主权项】
1.一种石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一:向溶剂中加入石墨稀和其他炭材料； 步骤二:研磨上述混合物； 步骤三:干燥上述经过研磨的混合物。2.根据权利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述步骤一中的溶剂选自水、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.根据权利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述其他炭材料选自炭黑、石墨和碳纳米管。4.根据权利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述炭材料:溶剂的质量比为2:1-1:5。5.根据权利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述步骤二中通过砂磨机或珠磨机对步骤一所获得的混合物进行研磨，研磨时间为2-24h。6.根据权利要求1所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述步骤三的干燥方式为高温烘干或/和低温冻干或/和喷雾干燥。7.根据权利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述步骤三的干燥温度为40-200 °C。8.根据权利要求6所述的石墨稀和其他炭材料的混合工艺，其特征在于，所述步骤三的干燥时间为0.5-24h。
【专利摘要】本发明公开一种石墨烯和其他炭材料的混合工艺，包括如下步骤：步骤一：向溶剂中加入石墨烯和其他炭材料；步骤二：研磨上述混合物；步骤三：干燥上述经过研磨的混合物。本发明采用机械混合获得石墨烯和其他炭材料的混合物，能够形成稳定的插层架构，减弱石墨烯和炭材料层间的相互作用力，减弱其层间叠加现象，使石墨烯粉体在橡胶中不易发生团聚、分散均匀，且不会破坏石墨烯和其他炭材料的本身架构，保持了石墨烯和其他碳材料本身的优良性能。本发明工艺简单易行，条件温和、方法安全易操作，所需设备简易，生产成本低，易于实现工业化生产。
【IPC分类】C09C1/46, C09C3/04, C09C1/48, C09C3/06, C08L21/00, C08K3/04
【公开号】CN105713422
【申请号】CN201610101006
【发明人】萧小月, 徐燕, 姜恒, 杜航
【申请人】青岛德通纳米技术有限公司