[發明專利]電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法

在審

• 申請號: 202011500109.3
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112646470A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 所新坤;張波濤;李華;鞠鵬飛;黃晶;周平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;上海航天設備制造總廠有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D163/00;C09D7/61;C09D7/62;B22F9/04;B22F1/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 徐顯暑

本發明涉及一種電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法，包括如下步驟：步驟1、步驟2、步驟3：將步驟2得到的石墨烯粉末置于水溶性聚氨酯溶液中，調整其粘度至4000?6500cps，PH值至2?5之間，并攪拌獲得的混合溶液；步驟4：對得到的混合溶液施加50?400mA/cm2的電流，在80?100℃的條件下油浴加熱蒸發直至得到懸濁液。本發明具有易于分散不容易團聚的優點。

技術領域

本發明涉及石墨烯涂層制備方法技術領域，具體涉及一種電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法。

背景技術

石墨烯是由sp2雜化連接的碳原子呈單層排列構成二維晶體結構的碳納米材料，基本結構單元是具有優異穩定性的碳六元環，碳六元環緊密連接形成蜂窩狀網絡結構。獨特的二維結構決定了石墨烯擁有許多其他材料無法比擬的性能：石墨烯的厚度僅為單個原子的厚度，是目前已知最薄的材料；石墨烯材料的碳環中，碳原子間以α鍵相連接，鍵能較強，從而賦予其優異的機械性能；石墨烯作為一種半金屬，具有極高的電子遷移率，其電阻率是目前已知最小的材料，導電性堪比銅和銀；并且石墨烯還擁有優異的導熱性能，超過納米管等已知導熱性能優異的材料。

然而，在實際應用中，由于石墨烯間存在較強的范德華作用力使其不能在溶劑中穩定分散，分散后也容易再次團聚在一起，這就制約了石墨烯的應用。目前，石墨烯分散的方法主要通過添加分散劑或者改性的方式，或者通過超聲或均質的方法來提高石墨烯的分散效果，但是這些方法花費的時間長，增加了處理成本。

因此，如何設計一種能夠均勻分散石墨烯的制備方法及石墨烯涂層液，既能解決石墨烯易團聚的問題，而且成本較低，生產效率高，這是本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法，其具有易于分散不容易團聚的優點。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將霧化鐵粉末和鋼球按質量比為1:10放入球磨罐中，填滿無水乙醇后以200-400r/min的轉速濕磨5h，形成片狀金屬粉末；

步驟2：在步驟（1）中的球磨罐中按質量百分數比加入氧化石墨烯粉末和分散劑，氧化石墨烯粉末：分散劑為20:1，以400-800r/min的轉速濕磨一段時間為6h，隨后采用真空干燥箱在80℃條件下烘干，制得分散均勻的金屬-改性氧化石墨烯粉末，所述分散劑為含共軛鍵的表面活性劑，為烷基苯磺酸鈉或聚苯乙磺酸鈉；

步驟3：將步驟2得到的石墨烯粉末置于水溶性聚氨酯溶液中，調整其粘度至4000-6500cps，PH值至2-5之間，并攪拌獲得的混合溶液；

步驟4：對得到的混合溶液施加50-400mA/cm2的電流，在80-100℃的條件下油浴加熱蒸發直至得到懸濁液。

優選的，所述步驟1中還添加有潤滑劑，所述潤滑劑選取蠟油，蠟油與霧化鐵粉末的重量份數比為1:1。

優選的，所述步驟4中含有鎢，所述鎢占混合溶液重量的1-3%。

優選的，在步驟3中添加入高分子粘接劑，所述高分子膠粘劑選取環氧樹脂，環氧樹脂占水溶性聚氨酯溶液的重量的1-3%。

優選的，步驟4中還添加有偶聯劑，所述偶聯劑選取鋯類偶聯劑，所述鋯類偶聯劑和鎢的重量份數比為1:1。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

本發明有效解決石墨烯易團聚的問題，能夠保證石墨烯的均勻分散，更好地發揮石墨烯的優良性能，而且制備工藝簡單，生產效率高，生產成本較低。

具體實施方式

對本發明做進一步說明。

實施例1：一種電場輔助冷噴涂石墨烯基涂層制備方法，其特征在于：包括如下步驟：