[發(fā)明專利]石墨烯雜化聚合物的制備方法及設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811469429.X
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN111269531A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱蘭芬
• 申請（專利權(quán)）人: 朱蘭芬;哈爾濱鑫科納米科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/04;C08F120/14;C08F126/10;B02C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種石墨烯雜化聚合物，其特征是：(以重量計)配方是：石墨烯1～8份、活化劑10～100份、分散劑0.5～6份、潤濕劑0.001～0.01份、載體400～800份。將石墨烯與活化劑、分散劑、潤濕劑按比例加入到載體中混合成混合物體系，利用自制的高能高效雜化反應(yīng)器通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)，從而獲得石墨烯雜化聚合物。本發(fā)明的裝置的獨創(chuàng)性是把粉碎物料采用壓碎、磨碎、自由沖擊粉碎、受阻沖擊粉碎、劈碎、折碎、剪碎等作用方式寄于一體，在短時間內(nèi)，一次性將物料從宏觀顆粒粉碎至小于1μm直至達(dá)到小于100nm，無須分級處理，可以為大規(guī)模生產(chǎn)納米材料提供了可能。試驗表明，加入雜化處理的石墨烯比未雜化的耐醋酸性能提高12倍；耐熱性提高30?50℃；耐磨性提高5倍?？蓮V泛作為生產(chǎn)石墨烯雜化聚合物的方法及裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯在高分子材料中的應(yīng)用，特別是石墨烯雜化聚合物的制備方法及高能高效雜化反應(yīng)器。

背景技術(shù)

目前，我國的石墨烯生產(chǎn)已初具規(guī)模，但生產(chǎn)方法及工藝存在差異，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，3-5層的高質(zhì)量石墨烯生產(chǎn)企業(yè)很少，大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)的石墨烯是多層石墨烯混合體，因此嚴(yán)重制約石墨烯性能發(fā)揮和應(yīng)用，使許多企業(yè)出現(xiàn)有產(chǎn)量無銷量的局面。高質(zhì)量石墨烯導(dǎo)電性好，多用于長效電池開發(fā)，而多層石墨烯混合體在高端產(chǎn)品制備方面無用武之地，如何消化這部分石墨烯是國家、企業(yè)亟待解決的重大課題。大量的試驗證明：石墨烯對高分子材料的改性具有巨大的應(yīng)用潛力，環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘接性能、耐化學(xué)介質(zhì)性能和化學(xué)穩(wěn)定性等特點，已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域；然而純環(huán)氧樹脂固化物脆性大、耐沖擊性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性差，不能滿足某些應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需求。石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和力學(xué)強(qiáng)度，其復(fù)配后制成的復(fù)合材料可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，分別在導(dǎo)熱性、電磁性、拉伸強(qiáng)度和模量等方面有顯著提高；高分子材料品種繁多，如液體樹脂有：環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基脂樹脂；粉體樹脂有PVC；彈性體有橡膠等。采用石墨烯改性的市場空間非常大，我們在樹脂中加入0.5%的石墨烯漿料，就解決了一個世界難題，可見石墨烯對高分子材料改性潛力巨大。普遍認(rèn)為，石墨烯在高分子材料中應(yīng)用的瓶頸問題是分散問題，不解決分散就無法將石墨烯加入到高分子材料中；但是，只解決分散不解決石墨烯與高分子材料的深度交聯(lián)，就不能充分發(fā)揮石墨烯對高分子材料的改性作用。石墨烯/樹脂復(fù)合材料可有效彌補(bǔ)單一材料的不足，通過“共混效應(yīng)”、“取長補(bǔ)短”等方法，可制造出兼具兩者優(yōu)點的復(fù)合材料；然而由于尺寸效應(yīng)，石墨烯之間易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，并且樹脂基體黏度較大也易導(dǎo)致石墨烯分散不均勻，從而在一定程度上限制了石墨烯/樹脂復(fù)合材料的制備、性能及應(yīng)用。因此，人們探索了多種制備方法，以期制得分散均勻、性能優(yōu)異的石墨烯/樹脂復(fù)合材料。目前，主要的石墨烯在樹脂中的分散技術(shù)有：1.原位插層聚合法，2.溶液插層法，3.熔融插層法。上述三種石墨烯分散方法，各有缺點，在工業(yè)上應(yīng)用都存在一定的困難，而且石墨烯在樹脂中分散仍不均勻。解決這些問題已成為急需。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種活化交聯(lián)型石墨烯的制備技術(shù)，石墨烯雜化聚合物的制備方法及設(shè)備，通過這種可產(chǎn)業(yè)化的制作方法可以獲得用于先進(jìn)高分子材料改性用的石墨烯，從而可以對多種聚合物進(jìn)行改性，獲得具有新型性能的高分子材料。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，石墨烯雜化聚合物的(以重量計)配方是：

石墨烯 1～8份

活化劑 10～100份

分散劑 0.5～6份

潤濕劑 0.001～0.01份

載體 400～800份。

設(shè)備的副軸轉(zhuǎn)速：主軸轉(zhuǎn)速比=2～8，無級變速。