[發明專利]一種用于防彈板的復合石墨烯球的制備方法

有效

• 申請號: 201810152476.5
• 申請日: 2018-02-15
• 公開（公告）號: CN108285140B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 吳亞良
• 申請（專利權）人: 紹興市達冷肯生物科技有限公司
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194;C01B33/148
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 邢麗枝

本發明公開了一種用于防彈板的復合石墨烯球的制備方法，步驟1，將石墨烯加入無水乙醇中，然后加入分散劑超聲攪拌10?30min，得到石墨烯分散液；步驟2，將石墨烯分散液減壓蒸餾反應30?50min，然后放入球形模具中，加熱固化反應2?4h，得到球形顆粒；步驟3，將球形顆粒梯度加壓反應10?15h，然后靜置恒壓2?4h，加熱反應2?3h，得到石墨烯球形顆粒；步驟4，將硅溶膠加入至無水乙醇中，超聲反應10?14min，得到分散硅溶膠；步驟5，將石墨烯球形顆粒加入至分散硅溶膠內，減壓蒸餾反應20?40min，超聲反應20?120min，取出石墨烯球形顆粒烘干；步驟6，將石墨烯球形顆粒放入球形模具中梯度加壓反應3?5h，泄壓后得到復合石墨烯球。本發明解決了現有球形石墨烯難以制備，球形結構難以形成的問題。

技術領域

本發明屬于石墨烯材料技術領域，具體涉及一種用于防彈板的復合石墨烯球的制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，它具有超高的電子遷移率(15000cm²/V·s)，低的電阻率(10^-6Ω·cm)，高的比表面(2630m²/g)，高的導熱系數(5300W/m·K)，高的機械強度，被廣泛應用于生物、化學、物理、材料等領域。

由于石墨烯獨特的片狀結構，在實際使用過程中很容易發生團聚，從而影響石墨烯比表面積等性能的發揮。因此，需要對石墨烯加以組裝，形成三維結構，增加其防堆疊能力。

現有組裝方法中，Jiaxin Huang的論文雖可以得到具有規則球形的石墨烯球，但其采用的超聲霧化加高溫熱解的方式在工業上難以實現，單位時間產能低，產品收集困難，不適合大規模工業化生產。

通過噴霧干燥組裝石墨烯之前也有嘗試，中國發明專利CN201510773548公開了一種可控三維石墨烯微球的制備方法，以氧化石墨烯、支撐介質為原料，加入適量的溶劑調制成漿料，通過噴霧干燥得到氧化石墨烯/支撐體復合物，繼而還原氧化石墨烯，得到石墨烯/支撐體復合物，通過溶解支撐體，得到可控三維石墨烯微球。但這種類型的產物缺乏規則球形。

目前在技術上仍然難以實現可以制備具有規則化球形的石墨烯微球。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供一種用于防彈板的復合石墨烯球的制備方法，解決了現有球形石墨烯難以制備，球形結構難以形成的問題，采用模具法大大提升了石墨烯球的球形完整性與規則化，適合大規模生產，提升了生產效率，降低了生產成本。

為實現以上技術目的，本發明的技術方案是：

一種用于防彈板的復合石墨烯球的制備方法，所述制備方法按照如下步驟：

步驟1，將石墨烯加入無水乙醇中，然后加入分散劑超聲攪拌10-30min，得到石墨烯分散液；

步驟2，將石墨烯分散液減壓蒸餾反應30-50min，然后放入球形模具中，加熱固化反應2-4h，得到球形顆粒；

步驟3，將球形顆粒梯度加壓反應10-15h，然后靜置恒壓2-4h，加熱反應2-3h，得到石墨烯球形顆粒；

步驟4，將硅溶膠加入至無水乙醇中，超聲反應10-14min，得到分散硅溶膠；

步驟5，將石墨烯球形顆粒加入至分散硅溶膠內，減壓蒸餾反應20-40min，超聲反應20-120min，取出石墨烯球形顆粒烘干；

步驟6，將石墨烯球形顆粒放入球形模具中梯度加壓反應3-5h，泄壓后得到復合石墨烯球。

所述步驟1中的石墨烯在無水乙醇中的濃度為20-40g/L，所述分散劑的加入量是石墨烯質量的2-5％，所述分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮，所述超聲攪拌的頻率為10-15kHz。