[發(fā)明專利]一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710292448.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN106946533B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁琪琛;張?jiān)谥?/a>;趙永彬;劉海波
• 申請（專利權(quán)）人: 山東歐鉑新材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料，包括，石墨烯類材料和砂石的復(fù)合材料、水泥和水。本發(fā)明改變了石墨烯類材料的添加方式，首先將石墨烯類材料和砂石復(fù)合，得到石墨烯和砂石的復(fù)合材料，然后將處理后的石墨烯和砂石的復(fù)合顆粒與水泥組合成水泥砂漿，得到石墨烯類材料/水泥砂漿復(fù)合材料，能夠很好地解決石墨烯類材料分散問題，保證其優(yōu)良性能的完美發(fā)揮，而且不需要加入其它助劑，減少了雜質(zhì)的引入，從根本上解決了柔性石墨烯類材料在水泥體系中混合不均勻的弊病，能夠保證石墨烯的均勻分散，同時(shí)將石墨烯類材料和砂石復(fù)合，可以保證石墨烯類材料的平鋪狀態(tài)減少褶皺，更好地發(fā)揮其性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料及其制備方法，尤其涉及一種石墨烯類材料/水泥砂漿復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。它是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。作為一種由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，它是目前進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域中最薄的材料和最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比鋼材還要高200倍，還有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20％；同時(shí)石墨烯具有巨大的理論比表面積，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可在高工作電壓和大電流快速充放電下保持很好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)，石墨烯還具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，可以降低內(nèi)阻，提高超級(jí)電容器的循環(huán)穩(wěn)定性；而且石墨烯如果能夠制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級(jí)計(jì)算機(jī)。用石墨烯取代硅，計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會(huì)快數(shù)百倍；另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光。并且非常致密，即使是最小的氣體原子(氦原子)也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽能電池板。正是由于石墨烯具有上述諸多的優(yōu)異物理化學(xué)性質(zhì)，其在儲(chǔ)能材料，環(huán)境工程，靈敏傳感方面被廣泛應(yīng)用，被稱為“黑金”或是“新材料之王”，而且潛在的應(yīng)用前景廣大，目前已成為全世界的關(guān)注焦點(diǎn)與研究熱點(diǎn)，同時(shí)關(guān)于石墨烯等衍生物也從研究階段走向了產(chǎn)業(yè)化，引起了各行各業(yè)的廣泛參與。

目前，石墨烯或者氧化石墨烯等衍生物可以作為理想的增強(qiáng)材料，賦予了復(fù)合材料新的功能性，拓展了石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域。如石墨烯或者氧化石墨烯與水泥相關(guān)產(chǎn)品的良好復(fù)合，可以實(shí)現(xiàn)兩種材料的優(yōu)勢互補(bǔ)和加強(qiáng)，大幅度提升水泥產(chǎn)品的力學(xué)性能。近幾年，石墨烯/水泥復(fù)合材料已逐漸有相關(guān)報(bào)道，然而在實(shí)際應(yīng)用中，石墨烯還存在著諸多的問題和制約因素，石墨烯極易團(tuán)聚就是制約石墨烯研究和應(yīng)用的一個(gè)主要障礙。由于石墨烯及其衍生物比表面積較大，相互間存在較強(qiáng)的范德華作用力，團(tuán)聚和纏繞現(xiàn)象明顯，使其不能穩(wěn)定分散，分散后也容易再次團(tuán)聚在一起難以打開。雖然有大量研究通過添加不同類型的分散劑或者改性的方式來提高石墨烯的分散效果，但實(shí)際應(yīng)用中效果較差，并且還會(huì)額外引入其他雜質(zhì)，對(duì)后續(xù)研究造成負(fù)面影響。

因此，如何得到一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料，使得石墨烯能夠在水泥體系中更好分散，是影響該復(fù)合材料性能的關(guān)鍵因素，也是諸多應(yīng)用廠商和一線研發(fā)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料，石墨烯能夠均勻分散，復(fù)合材料中石墨烯具有較好的平鋪狀態(tài)，較少的褶皺，從而具有更好的性能。

本發(fā)明提供了一種石墨烯/水泥砂漿復(fù)合材料，包括，石墨烯類材料和砂石的復(fù)合材料、水泥和水。

優(yōu)選的，所述水泥為15～30重量份；

所述石墨烯類材料和砂石的復(fù)合材料為60～70重量份；

所述水為8～15重量份。

優(yōu)選的，還包括助劑；

所述助劑包括減水劑、消泡劑、觸變潤滑劑和羥丙基甲基纖維素中的一種或多種；

所述助劑為0.3～6重量份；