[发明专利]一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法

权利要求书

1.一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，是将插层处理的鳞片石墨粘结在陶瓷基片表面，铺洒热塑性树脂和金属薄片后进行超声波热熔接，最后收集的共混物与分散剂混合，挤出造粒制得，具体方法如下：

（1）以质量浓度为的90-95%的浓硫酸作为插层剂，与天然鳞片石墨、氧化剂混合后，充分搅拌反应，脱酸，水洗，干燥，得到插层处理的鳞片石墨；

（2）将插层处理后的石墨利用环氧树脂胶牢固粘结在陶瓷基片表面，置于大功率超声波塑胶熔接机的焊接底模中；

（3）在粘结的鳞片石墨表面铺洒热塑性树脂和金属薄片，然后启动熔接机，下降焊头并与底模配合，进行超声波熔接，超声波经由硬化的振头将振动能传至金属薄片，金属薄片又将振动能传到陶瓷基片表面，两者产生急剧摩擦使得热塑性树脂熔融，同时将接触面的石墨剥离成石墨烯并分散在塑料熔体中，收集得到分散有石墨烯的共混物；

（4）将收集的共混物与分散剂混合投入双螺杆挤出机，挤出造粒，得到石墨烯导电母料。

2.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述氧化剂为硝酸、双氧水、高锰酸钾、氯酸钾、氯酸钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述插层处理反应体系中，浓硫酸、天然鳞片石墨、氧化剂的质量比例为100:15-25:1-2。

4.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（2）中所述陶瓷基片为三氧化二铝陶瓷、氮化铝陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化铍陶瓷、氮化硼陶瓷、莫来石陶瓷、玻璃陶瓷中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述热塑性树脂为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述金属薄片为碳钢片、不锈钢片、铜片、铝片中的至少一种，厚度为0.01-0.03mm,径厚比大于5。

7.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述超声波熔接的超声波频率为40-60kHz，熔接时间为8-10s。

8.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述共混物的原料中，插层处理的热塑性树脂、鳞片石墨、金属薄片的质量比例为100:15-30:10-20。

9.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（4）中所述分散剂为聚乙烯蜡。

10.根据权利要求1所述的一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法，其特征在于，步骤（4）中所述导电母料的原料中，共混物、分散剂的质量比例为100:1-3。