[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在审

专利信息
申请号: 201811255941.4 申请日: 2018-10-26
公开(公告)号: CN109109204A 公开(公告)日: 2019-01-01
发明(设计)人: 陈庆;昝航 申请(专利权)人: 成都新柯力化工科技有限公司
主分类号: B29B9/06 分类号: B29B9/06;B29B9/12
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610091 四川省*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 石墨烯 导电母料 超声波熔接机 导电性能 制备 陶瓷基片表面 超声波热熔 高分子材料 热塑性树脂 插层处理 机械剥离 挤出造粒 金属薄片 鳞片石墨 分散剂 共混物 改性 铺洒 粘结 剥离 赋予 应用 保证
【说明书】:

本发明提出一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法,所述石墨烯导电母料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。本发明提供的方法,在机械剥离石墨烯的同时解决了石墨烯的均匀分散问题,同时无需对石墨烯的界面进行改性,剥离所得石墨烯缺陷少,可保证其功能得以充分发挥,导电性能好,可赋予高分子材料优异的导电性能,并且工艺简单、成本低,应用前景好。

技术领域

本发明涉及塑料母料技术领域,特别是涉及一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法。

背景技术

导电高分子复合材料自发现以来,因此优异的性能的广泛的应用前景受到社会各界极大关注。目前制备导电高分子复合材料的填料主要有碳系材料和金属系材料两大类,碳系材料中的炭黑、石墨、碳纳米管多年来凭借其优异性能而得到广泛应用,近年来石墨烯凭借其优良的导电导热性能及优异的机械特性而得到更广泛的研究。

石墨烯是由一层碳原子组成的平面碳纳米材料,是目前已知最薄的二维材料,其厚度仅为0.335nm,它由六方的晶格组成。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,导热系数高,常温下其电子迁移率高,优于纳米碳管或硅晶体高,而电阻率比比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料。采用石墨烯导电母粒作为各种导电塑料、电子塑料、光伏塑料的添加剂,将大大提高材料电能力。

目前石墨烯导电母粒的制备大多采用石墨烯干粉作为原料,成本高,制备的导电母料中石墨烯的分散性差,导致导电母料的导电能力低,成品率低。而通过机械直接剥离得到的石墨烯以粉末或浆体的形式存在,极易团聚或者分层沉聚,造成了使用的极大不便。如果直接通过石墨制备石墨烯导电母料,即可在机械剥离石墨烯的同时解决石墨烯的均匀分散问题,易于石墨烯的高效利用,而且易于存储,安全性高。

中国发明专利申请号201510035628.X公开了一种树脂/石墨烯导电塑料母粒及其爆破剥离制备方法,该导电塑料母粒由10-30份EVA、70-80份石墨、0.7-3份偶联剂、0.1-2份表面活性剂、0.2-0.8份石蜡、0.1-0.4份抗氧剂组成;该发明通过将上述组分经双螺杆挤出机挤出切粒,得到EVA/石墨小粒子,然后将水、树脂/石墨导电母粒、物理发泡剂、隔离剂一同在高压釜中加热后快速低压放出,使得到爆破剥离法制备的树脂/石墨烯导电塑料发泡母粒;该导电塑料发泡母粒再经双螺杆挤出脱泡即可树脂/石墨烯导电塑料母粒。中国发明专利申请号201410172820.9公开了一种石墨烯色母粒,包括载体树脂、导电碳黑、奈米石墨烯片及润滑分散剂,其中奈米石墨烯片具有表面改质层,由包含偶合剂的表面改质剂形成,并由表面改质层的亲水性及亲油性官能基使奈米石墨烯片与导电碳黑及载体树脂之间产生化学键结;由于表面改质层可使奈米石墨烯片均匀分散于载体树脂中,因此,该发明的石墨烯色母粒很适合与塑料高分子进行共同混炼射出以形成复合材料基材,使得石墨烯片可有效均匀分散于复合材料基材中,进而强化界面结合强度,提升整体复合材料基材的机械特性、抗氧化、耐酸碱、导电性及导热性等。

为了解决机械剥离常规工艺制备石墨烯的质量较低、损害较大的问题,以及石墨烯干粉制得的导电母料中,石墨烯极易团聚,分散性差,进而影响了导电性能的缺点,有必要提出一种新型石墨烯导电母料的制备方法,进而提高石墨烯导电母料的综合性能。

发明内容

针对目前制备石墨烯导电母料时存在分散性差,直接机械剥离常规工艺制备石墨烯的质量较低、损害较大的问题,以上均会导致石墨烯导电母料性能不佳的缺陷,本发明提出一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法,从而改善了石墨烯在母料中的分散性,提高了导电性能。

为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:

一种通过超声波熔接机制备石墨烯导电母料的方法,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,将具体方法如下:

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