[發明專利]一種復合型納米碳材料粉體及其制造方法

在審

• 申請號: 201810282880.4
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108328604A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 李勇;周豐群;孫小軍;梁中子;宋月麗;姬鵬飛;田明麗;何金娜;張芳;袁書卿;高磊
• 申請（專利權）人: 平頂山學院
• 主分類號: C01B32/182
• 分類號: C01B32/182;C01B32/158
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開的屬于納米碳材料技術領域，具體為一種復合型納米碳材料粉體及其制造方法，該復合型納米碳材料粉體包括碳納米管和石墨烯的混合物，所述碳納米管和石墨烯之間的比重為1?200：1，所述碳納米管和石墨烯之間通過混合裝置混合均勻，S1：石墨烯與碳納米管混合；S2：將混合后的原料研磨；S3：將研磨后的原料稀釋分散；S4：干燥、獲粉，本方案實現石墨烯與碳納米管的均勻混合，避免出現團聚的現象，提高材料的使用性能。

技術領域

本發明涉及納米碳材料技術領域，具體為一種復合型納米碳材料粉體及其制造方法。

背景技術

全球每年會產生大量的廢舊輪胎，再生膠粉和再生炭黑是廢舊輪胎處理的主要產物，但目前由于再生炭黑補強性能差、再生膠粉自身強度差的原因，導致他們不能在輪胎和橡膠制品中大量應用。

已有技術中為實現再生膠粉和再生炭黑在輪胎和橡膠制品中大量應用，同時還不降低輪胎胎面膠性能，避免大量使用再生炭黑、再生膠粉后會造成輪胎胎面膠強度大幅下降，通常選擇直接在常規橡膠配方中分別添加碳納米管和石墨烯。雖然碳納米管具有優異的力學性能、電學性能和熱力學性能；石墨烯也具有好的導熱、導電性能，但是，直接在橡膠配方中分別添加碳納米管和石墨烯，由于碳納米管和石墨烯均為納米級材料，其自身團聚現象非常嚴重、堆密度非常小，導致直接將兩者分別用在材料中很難將二者均勻混合在一起，根本無法實現碳納米管和石墨烯的協同作用，也無法充分改善含有大量再生膠粉和再生炭黑的輪胎和橡膠制品的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合型納米碳材料粉體及其制造方法，以解決上述背景技術中提出的碳納米管和石墨烯均為納米級材料，其自身團聚現象非常嚴重、堆密度非常小，導致直接將兩者分別用在材料中很難將二者均勻混合在一起，根本無法實現碳納米管和石墨烯的協同作用，也無法充分改善含有大量再生膠粉和再生炭黑的輪胎和橡膠制品的性能的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種復合型納米碳材料粉體，該復合型納米碳材料粉體包括碳納米管和石墨烯的混合物，所述碳納米管和石墨烯之間的比重為1-200：1，所述碳納米管和石墨烯之間通過混合裝置混合均勻。

優選的，所述碳納米管和石墨烯在稀釋溶劑中通過混合裝置混合均勻。

優選的，所述稀釋溶劑為乙醇水溶液或者去離子水溶液。

一種復合型納米碳材料粉體的制造方法，該復合型納米碳材料粉體的制造方法的具體步驟如下：

S1：石墨烯與碳納米管混合：取石墨烯與碳納米管，石墨烯與碳納米管按照質量比重為1：1-200，將石墨烯與碳納米管加入攪拌裝置中，將攪拌裝置調至300轉每分鐘，攪拌20-30分鐘，攪拌后將石墨烯與碳納米管取出放置在容器中；

S2：將混合后的原料研磨：將步驟S1中攪拌后的石墨烯與碳納米管加入研磨機中，將研磨機的轉速調至200轉每分鐘，研磨的時間為1-1.5小時，將研磨后的石墨烯與碳納米管取出放置在容器中；

S3：將研磨后的原料稀釋分散：向步驟S2中裝有研磨后石墨烯與碳納米管的容器內注入稀釋溶劑，將稀釋溶劑與石墨烯與碳納米管混合攪拌，使得石墨烯與碳納米管均勻分散在稀釋溶劑中；

S4：干燥、獲粉：將步驟S3中分散有石墨烯與碳納米管的稀釋溶劑通過加熱蒸發的方式干燥，從而制得復合型納米碳材料粉體。

優選的，所述加熱蒸發的方式為電阻加熱、電弧加熱或者電磁感應加熱中的一種。

優選的，所述步驟S4中的加熱溫度為100-120攝氏度。

優選的，所述步驟S4中在加熱的過程中對石墨烯與碳納米管以及稀釋溶劑不斷攪拌。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本方案實現石墨烯與碳納米管的均勻混合，避免出現團聚的現象，提高材料的使用性能。