[发明专利]一种石墨烯-碳石墨复合等静压材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯‑碳石墨复合等静压材料的制备方法，具体包括以下步骤：获取满足指标条件的各组分‑制备前驱体A‑制备前驱体B‑复合材料的处理，基于上述步骤制成石墨烯‑碳石墨复合等静压材料；本发明原料选择合理，制备工艺科学；发明人人经过研究和试验，最终确定本发明中各组分及其配比，正是由于本发明中的各组分及其配比关系，才会导致不同粒径的颗粒堆积较为紧密，材料的体积密度、气孔率、机械强度和热膨胀系数可达到一个非常好的平衡，也就是所说其所制备材料的体积密度大、气孔率小、热膨胀系数小、机械强度高，石墨的各理化指标优良。

技术领域

本发明涉及新型石墨材料领域，具体涉及一种石墨烯-碳石墨复合等静压材料及其制备方法，尤其涉及一种体积密度大、机械强度高、抗热震性强的石墨烯-碳石墨复合等静压材料及其制备方法。

背景技术

碳石墨是机械密封行业适用范围最广的磨擦副组对材料，具有良好的自润滑性能，摩擦系数低、耐腐蚀性良好、导热性好、线膨胀系数低、组对性能及耐温性能好等优良特点。

石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。

目前已研制出的石墨烯复合材料，各种理化性能仍不能满足高端产品的技术要求，主要表现在：复合材料的体积密度小、机械强度低等技术缺陷。因此，有必要对此进行进一步的改进。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种石墨烯-碳石墨复合等静压材料及其制备方法，旨在克服现有技术的缺陷。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：一种石墨烯-碳石墨复合等静压材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)获取满足指标条件的各组分，所述组分包括粒径为1-8μm的粉料；粒径为4-10μm的石墨烯原料；纯度为85.0％～115.0％的分散剂聚乙烯醇和粘结剂以及浸渍剂；其中，所述粉料包括：粒径为1-3μm的沥青焦粉料和纯度为99％，粒径为2-5μm的炭黑粉料以及粒径为3-8μm的石墨粉粉料；

(2)制备前驱体A

(2.1)将步骤(1)中所述的粉料置于混捏锅中均匀搅拌，依次经干混-湿混工艺后形成糊料；

其中，所述干混为将沥青焦粉料、炭黑粉料和石墨粉粉料按以下重量比置于混捏锅中均匀搅拌混合后形成干混料，干混温度为130-140℃，干混时间为60-80min；

沥青焦粉料 30％

炭黑粉料 40％

石墨粉粉料 30％

同时，所述湿混为将粘结剂加入至干混形成的干混料中进行混合并搅拌均匀；其中所述粘结剂与所述干混料按以下重量比配置，且湿混的温度为140-170℃，湿混的时间为20-40min，保温时间为2.5-3.5h；

干混料 70％

粘结剂 30％

(2.2)将步骤(2.1)形成的糊料轧片后研磨制成1-10μm的前驱体A；

(3)制备前驱体B

(3.1)将分散剂聚乙烯醇按如下重量比加入至水中，形成完全溶于水的分散剂溶液；

聚乙烯醇 3-4％