[发明专利]一种氧化石墨烯包覆改性炭黑的制备方法及产品

说明书

本发明公开了一种用于氧化石墨烯包覆炭黑的制备方法，包括如下步骤：1)将炭黑在溶剂中超声分散，加入分散剂，混匀反应后得到改性炭黑分散液，经干燥后即得改性炭黑；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、APS、DL‑602中的一种或多种；2)将氧化石墨烯与炭黑分别分散于水中，将氧化石墨烯水溶液加入到改性炭黑水溶液后得氧化石墨烯包覆炭黑，离心、洗涤干燥后，即得氧化石墨烯包覆炭黑。该方法所制备的氧化石墨烯包覆炭黑能够使得炭黑的分散性得到明显提升，从而进一步提升材料的色泽均匀性能。

技术领域

本发明涉及炭黑改性的制备领域，具体涉及一种用于氧化石墨烯包覆炭黑的制备方法及产品。

背景技术

炭黑(CB)是重要的工业原料之一，同时也是用量最大的黑色着色剂。由于CB具有良好的抗老化性、耐候性、着色性、化学稳定性、耐酸碱性以及导电性，在纺丝，橡胶、塑料、油墨、涂料以及印染等工业生产中被广泛应用。

目前，国内CB按制备方法分类主要分为灯黑、气黑、炉黑和槽黑四种。由于CB的高比表面积和分子间强作用力，使得炭黑在分散介质中极易出现团聚现象，难以稳定分散于基体中，进而影响产品的力学性能及功能性，为改善CB在分散介质体系中的分散性，可将CB进行表面改性处理，从而改变CB的表面极性以及与基体的界面相容性。经过分散剂改性后的CB能够稳定的分散在溶剂中，同时改善炭黑的团聚问题，进一步地以氧化石墨烯包覆CB表面，可以降低CB之间的分子间作用力，提升CB的导电能力。同时，利用氧化石墨烯表面拥有丰富的活性基团如羟基，羧基等，可以改善炭黑在不同基体中的分散性和相容性。

此外，采用现有技术中的经分散剂改性后的CB，存在局部分散效果差，CB与基体的界面相容性不佳，对环境的影响大。同时，在加工过程中，对仪器性能要求高，使得制备成本偏高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于氧化石墨烯包覆炭黑的制备方法，该方法所制备的氧化石墨烯包覆炭黑具有高分散性和良好的基体相容性。

本发明所提供的技术方案为：

一种氧化石墨烯包覆改性炭黑的制备方法，包括：利用分散剂对炭黑进行改性，得到改性炭黑；氧化石墨烯与改性炭黑在溶剂中混匀，后处理得到氧化石墨烯包覆改性炭黑；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、DL-602、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。

一种氧化石墨烯包覆改性炭黑的制备方法，包括如下步骤：

1)将炭黑在溶剂I中进行超声分散，加入分散剂，混匀后得到改性炭黑分散液，经干燥后即得改性炭黑；

2)将氧化石墨烯分散于水中，然后加入到改性炭黑水溶液中混匀，得到氧化石墨烯包覆改性炭黑溶液，离心、洗涤干燥后，即得氧化石墨烯包覆改性炭黑。

上述技术方案中，采用分散剂对炭黑进行改性，使其在溶剂中分散均匀且不易团聚。然后，将氧化石墨烯分散于水中加入到改性炭黑分散液后，可得氧化石墨烯包覆炭黑，可以大幅提升炭黑的分散性，使其便于生产和颜色均匀。

本发明中的炭黑为卡博特M-800、CSX-941、BP-3560、DL-430、M-570中一种或多种混合物，可通过市售获得。

优选的，所述步骤1)中溶剂I为水或乙醇。进一步优选为乙醇。

优选的，所述步骤1)中分散剂为十二烷基苯磺酸钠、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)、DL-602(N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷)、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。进一步优选为3-氨基丙基三乙氧基硅烷，十二烷基硫酸钠，DL-602中的一种或多种。