[发明专利]一种石墨烯用分散助磨剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯用分散助磨剂及其制备方法，本发明制备的所述分散助磨剂包括炭黑碎粒,所述炭黑碎粒为炭黑一次结构的破碎体,所述炭黑碎粒的粒径D50小于300nm。本发明的炭黑碎粒作为石墨烯用分散助磨剂，能提高砂磨效率，可以作为膨胀石墨和石墨烯的物理阻隔分散剂用，防止石墨烯片层回叠。

技术领域

本发明属于属于石墨烯分散助剂领域，具体涉及一种石墨烯用分散助磨剂及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种薄层二维纳米材料，具有高比表面积、高表面能，片层间有强的范德华力和大π键共轭作用，很容易团聚和回叠。在液相剥离法制备石墨烯时，为了防止剥离出来的石墨烯发生不可逆回叠，一般须加入分散剂来防止团聚和回叠。

现在业内通常添加的分散剂是有机类的表面活性剂或者有机高分子，从某种意义上来说，这类有机分散剂是一种杂质，会影响石墨烯性能的发挥，尤其是导电性能。比如：(1)表面活性剂，如：专利CN201610001211.6使用的常规分散剂聚乙烯醇、明胶、吐温系列、司盘系列；(2)聚合物包敷阻隔剂，如：专利CN201510962558.2中添加PVDF；(3)π-π耦合分散剂，如：专利CN201510770154.3中添加含苯胺低聚物单元的电活性高分子的π-π复合物。

另一种业内常添加的分散剂是小尺寸无机类分散剂，本质上是一种物理阻隔剂，如添加炭黑、碳管。比如专利CN201410828853.4中添加小尺寸阻隔剂：乙炔黑、科琴黑、碳纳米管。但由于乙炔黑、科琴黑、碳纳米管与石墨烯的尺寸较难匹配，彼此接触点少、接触面积小造成结合力弱，所以除了添加小尺寸阻隔剂外，还需添加分散剂和胶粘剂，这些会影响最终导电性。面对这种情况，急需寻找与石墨烯体系兼容、添加量少且不影响导电的分散剂。

在液相剥离法以膨胀石墨为原料来制备石墨烯时，主要发生两种作用：膨胀石墨片层之间剥离和石墨片径减小，现在工业上常用砂磨机来剥离和破碎。其中的技术难点是膨胀石墨片强度很高，不易破碎和剥离，为了达到要求的粒度和片层厚度，需要剥离研磨很长的时间且对设备要求很高，这样会导致生产成本居高不下影响石墨烯浆料的推广应用。面对这种情况，急需寻找与石墨烯体系兼容的助磨剂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明如下实施方式的石墨烯用分散助磨剂及其制备方法：

一种石墨烯用分散助磨剂，所述分散助磨剂包括炭黑碎粒,所述炭黑碎粒为炭黑破碎体,由激光粒度仪测试的所述炭黑碎粒的粒径D50小于300nm。

可选的，由激光粒度仪测试的所述炭黑碎粒的粒径D50小于200nm。

可选的，所述炭黑碎粒为炭黑一次结构体的破碎体。

可选的，所述分散助磨剂为包含溶剂的所述炭黑碎粒的分散液。

可选的，所述溶剂为有机溶剂、树脂中的任意一种或两种的组合。

可选的，所述分散助磨剂由炭黑的分散液通过高压均质机破碎制备。

可选的，所述炭黑碎粒的分散液中，所述炭黑碎粒的固含量为0.1～10wt％。

可选的，所述炭黑由乙炔炭黑、副产炭黑和炉法炭黑的一种或几种组成。

一种所述石墨烯用分散助磨剂的制备方法，把炭黑加入溶剂中，用分散盘预分散，用筛子过滤掉大颗粒，得到炭黑分散液，然后把所述炭黑分散液加入高压均质机中，均质破碎。

可选的，所述高压均质机的压力大于80MPa。