[发明专利]石墨烯包覆炭黑材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯包覆炭黑材料及其制备方法，该石墨烯包覆炭黑材料的制备方法包括：将氧化石墨烯和炭黑置于水中分散均匀，得分散液；以及向所述分散液中加入还原剂进行还原反应，得到石墨烯包覆炭黑材料。本发明的石墨烯包覆炭黑材料在增强橡胶材料的时候能够很好的分散在橡胶混合物中，避免了石墨烯易在橡胶中团聚的问题。该方法工艺简单、原料成本低廉、环境友好，且产品结构设计简单合理，分散效果明显，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯包覆炭黑材料及其制备方法。

背景技术

由于石墨烯具有非常优异的力学性能、电性能和热力学性能，所以很多研究人员试图把石墨烯卓越的机械性质引入到橡胶中，来增强橡胶的力学性能、电性能和热力学性能。

然而，由于粉体石墨烯材料的片径很小，很难在橡胶中进行很好的分散，团聚现象非常严重，很多只能在实验室条件内达到比较好的分散效果，得到好的实验数据。但工业生产中，石墨烯在橡胶中的分散问题一直很难得到很好的解决。

需注意的是，前述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种石墨烯包覆炭黑材料及其制备方法，以解决石墨烯难以在橡胶中较好分散，导致现有石墨烯改性橡胶性能较差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯包覆炭黑材料的制备方法，包括：

将氧化石墨烯和炭黑置于水中分散均匀，得分散液；以及

向所述分散液中加入还原剂进行还原反应，得到石墨烯包覆炭黑材料。

在一些实施例中，所述氧化石墨烯与所述炭黑的质量比为1：(5～20)。

在一些实施例中，分别将所述氧化石墨烯和所述炭黑分散于水中，得氧化石墨烯分散液和炭黑分散液；以及

将所述氧化石墨烯分散液与所述炭黑分散液混合均匀，得所述分散液。

在一些实施例中，所述氧化石墨烯分散液的质量浓度为0.5mg/ml～10mg/ml。

在一些实施例中，所述还原剂选自葡萄糖、维生素C和水合肼中的一种或多种。

在一些实施例中，当所述还原剂为葡萄糖时，所述还原剂的质量浓度为0.1mg/ml～5mg/ml。

在一些实施例中，当所述还原剂为维生素C时，所述还原剂的质量浓度为0.001mg/ml～0.05mg/ml。

在一些实施例中，所述炭黑选自补强炭黑、导电炭黑和耐磨炭黑中的一种或多种。

在一些实施例中，所述还原反应的温度为25℃～80℃。

另一方面，本发明还提供一种石墨烯包覆炭黑材料，其采用上述的方法制备得到。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：

本发明利用氧化石墨烯被还原的过程中，所得石墨烯可同时沉积并包覆在炭黑表面，得到石墨烯包覆炭黑材料，该材料在后续增强橡胶材料的时候能够很好的分散在橡胶混合物中，避免了石墨烯易在橡胶中团聚的问题。该方法工艺简单、原料成本低廉、环境友好，且产品结构设计简单合理，分散效果明显，具有良好的应用前景。

附图说明

以下附图用于提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。