[发明专利]一种石墨烯橡胶浓缩料及石墨烯橡胶的生产方法

摘要

本发明涉及橡胶领域，公开了一种石墨烯橡胶浓缩料及石墨烯橡胶的生产方法，包括：a）将可膨胀石墨加热得到石墨蠕虫；b）将石墨蠕虫臭氧氧化；c)将石墨蠕虫用偶联剂表面改性；d)将石墨蠕虫加水分散、剥离均质得到石墨烯浆料；e）将石墨烯浆料与氨水稳定乳胶水溶液混合分散、剥离均质得到石墨烯乳胶浆料；f）调节石墨烯乳胶浆料pH，使石墨烯乳胶凝絮，将水压滤挤出，干燥得石墨烯橡胶浓缩料。本发明结合臭氧氧化与物理方法对多层石墨烯进行处理，制得的石墨烯本征性好、易于与橡胶结合的石墨烯。将其与乳胶复合制得导电、导热性好的石墨烯橡胶。本发明方法成本低、可连续大规模生产。

主权项

1.一种石墨烯橡胶浓缩料的生产方法，其特征在于包括以下步骤：a）以膨胀倍数大于600倍的可膨胀石墨为原材料，在低惰性载气流量或无载气条件下加热至900~1800℃膨胀后得到比表面积大于60m²/g的石墨蠕虫；b）将石墨蠕虫转移至浓度3%以上的臭氧环境中，在150~350℃下氧化5~180秒；c) 将石墨蠕虫与浓度为5~25wt%的巯丙基甲基二甲氧基硅烷乙醇水溶液或Si69乙醇水溶液按重量比1:0.01~1以喷雾方式混合，先在室温下反应，然后加热至70~100℃进行表面改性；d) 将表面改性后的石墨蠕虫加入至5~100倍质量的去离子水中，分散混合10min‑5h，得到均匀的石墨浆料；对石墨浆料在20~50℃下以≥10000/s的剪切速度进行高剪切循环剥离均质处理，得到粘稠的、平均粒径小于20μm的石墨烯浆料；e）将石墨烯浆料与浓度为30~60wt%的氨水稳定乳胶水溶液按重量比1~35:100缓慢混合，在混合过程中逐渐提高分散速度，分散速度大于100rpm，分散时间为10min‑2h，得到混合浆料；对混合浆料在20‑50℃下以≥10000/s的剪切速度进行高剪切循环剥离均质处理，得到平均粒径小于20μm的石墨烯乳胶浆料；f）向石墨烯乳胶浆料加入甲酸溶液使pH低于5，使乳胶与石墨烯共同凝絮，与水分相，将水压滤挤出，干燥后得石墨烯橡胶浓缩料。