[发明专利]一种生产石墨烯棉的制备方法

说明书

本发明属于保温防燃材料领域，具体涉及一种生产石墨烯棉的制备方法。将电厂粉煤灰熔渣、或煤化工粉煤灰、钢铁熔渣和其它冶金熔渣中的一种或多种送配料秤与辅料玄武岩、白云石经破碎及筛分后混合后，送电热熔融均化炉熔融，再送保温炉，经四轴多级高速离心机，送入集棉沉降系统收集。将石墨烯和粘结剂、防尘油、憎水剂送入集棉沉降系统。将集棉沉降系统收集的一部分物料送粒化器制石墨烯粒棉产品后进行包装；将集棉沉降系统收集的另一部分物料送摆动集棉，直接生产石墨烯棉；提高了其断裂强度，降低生产成本，且有利于连续化生产。

技术领域

本发明属于保温防燃材料领域，具体涉及一种生产石墨烯棉的制备方法。

背景技术

岩棉是一种优质高效的保温材料，具有导热系数低、不燃、化学物理性能稳定、隔声吸音、使用周期长等性能，其燃烧性能达到A级，属于不燃材料，已成为目前建筑外保温工程的主要材料。但由于建筑工程投资规模增长较快，对墙体围护材料防火要求较高，因此选择岩棉材料的建筑增长需求也较快，已形成了供不应求的局面。在市场需求的刺激下，一些伪劣低质岩棉材料也乘机混入建筑市场，从而出现了施工技术不规范、配套材料不达标等诸多问题。

岩棉板是以玄武岩及其它天然矿石等为主要原料，岩棉板经高温熔融成纤，加入适量粘结剂，固化加工而制成的。是以精选的优质玄武岩为主要原料，经后天融化后，采用国际先进的四辊离心制棉工序，将玄武棉岩高温溶体甩拉成4—7μm的非连续性纤维，再在岩棉纤维中加入一定量的粘结剂防尘油、憎水剂，经过沉降、固化、切割等工艺，根据不同用途制成不同密度的系列产品。

但是，岩棉生产成本比较高，所以市场上销售的多为矿棉。

矿棉由硅酸盐熔融物制得的棉花状短纤维，包括矿渣棉、岩棉、玻璃棉和陶瓷纤维等。

岩棉与矿棉都属于矿物棉，都是用天然岩石、或(和)矿渣(如钢铁渣、镍渣、钼渣、镁渣)等原料经高温熔融，在离心力和风的共同作用下形成的无机纤维状产品。

岩棉与矿棉主要的化学成份是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁，同时还含有少量的氧化铁等；为使其成型，会加入少量的酚醛树脂或其他热塑树脂。

目前，用酸度系数作为区分岩棉与矿棉的主要标志，酸度系数是指产品中酸性氧化物的含量之和与碱性氧化物含量之和的比值，即：酸度系数Mk＝(二氧化硅+三氧化二铝)/(氧化钙+氧化镁)

岩棉的酸度系数MK一般大于1.5，甚至可高达2.0以上；矿渣棉的MK一般只能保持在1.2左右，很难超过1.3。

岩棉由于酸度系数高，其化学稳定性、耐高温性能等都要优于矿棉。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa，是钢铁的200倍。

石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用我国丰富的粉煤灰、钢铁炉渣资源为主要原料，低成本生高端石墨烯棉的方法。

本发明的第一目的是提供一种生产石墨烯棉的制备方法，其包括以下具体步骤：