[发明专利]一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法

权利要求书

1.一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于：采用天然鳞片石墨为主要原料，通过尿素插层改性，利用双螺杆振动挤出机剪切剥离获得石墨烯，然后通过有机微胶囊包覆处理得到粉末状导热塑料专用石墨烯微片，具体制备方法如下：

（1）将70～80重量份的天然鳞片石墨、10～15重量份的纳米无机粉体、5～10重量份的硬脂酸盐通过膨化挤压机混合30～50min得到预混物；

（2）将步骤（1）得到的预混物与浓度为10～20mol/L的尿素溶液按1：5～10的质量比混合后，在60～80℃、搅拌下反应1～2h，离心分离，所得沉淀物用无水乙醇洗涤、干燥后，制得尿素插层石墨复合物；然后将尿素插层石墨复合物泵入双螺杆振动挤出机，双螺杆振动挤出机由进料端向出料端依次设置研磨段、插层段、剥离段，控制研磨段温度60～80℃；插层段温度150～180℃；剥离段温度180～360℃；在螺杆挤出机挤出过程中，插层在石墨复合物中的尿素分解释放出大量的气体，使大量的石墨层发生剥离，通过振动挤出机的高速旋转剪切力场和振动拉伸力场，使已发生剥离的鳞片石墨快速剥离成石墨烯微片；

（3）将步骤（2）经双螺杆振动挤出机得到的石墨烯微片加入到80～100份的有机聚合物水溶液中，在60～80℃搅拌分散20～40min，然后冷却、静置、抽滤，在60～80℃干燥，得到有机微胶囊包覆的石墨烯微片；

（4）将步骤（3）得到的有机微胶囊包覆的石墨烯微片粉碎至粒径小于10μm的粉末，即可作为导热塑料专用石墨烯微片。

2.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的天然鳞片石墨为径向尺寸大于50微米、碳含量大于97%的鳞片石墨。

3.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的纳米无机粉体为纳米氧化铝、纳米氮化铝、纳米氮化硼、纳米二氧化硅中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的硬脂酸盐为水性硬脂酸盐，包括水性硬脂酸镁、硬脂酸钠、水性硬脂酸锌中的至少一种。

5.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的双螺杆振动挤出机的转速为1000～1500rpm。

6.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的有机聚合物为聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺、离子型水溶性环氧树脂、阿拉伯胶中的至少一种。

7.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的有机聚合物水溶液中有机聚合物的含量为10～30%。

8.根据权利要求1所述一种导热塑料专用石墨烯微片的制备方法，其特征在于所述的石墨烯微片直接添加到导热塑料。