[發(fā)明專利]炭黑石墨化改性方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111243337.1
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN113773673A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小華;蔣新良
• 申請（專利權(quán)）人: 江西威爾士科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C09C1/56
• 分類號: C09C1/56
• 代理公司: 貴陽春秋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 52109
• 代理人: 楊云

本發(fā)明公開了一種炭黑石墨化改性方法，屬于炭黑改性方法；旨在提供一種提高炭黑導電、導熱性能的方法。其方法是將石墨坩堝置于密閉的石墨化爐中；在石墨坩堝中填滿炭黑，排除石墨化爐內(nèi)的空氣；將石墨坩堝加熱至2800～3000℃，保溫3～5小時，隨爐冷卻。本發(fā)明不僅能夠去除炭黑中的硫，而且還可以使炭黑在高溫固相中發(fā)生微晶結(jié)構(gòu)變化，使炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀結(jié)構(gòu)的聚集體發(fā)生部分的石墨化改變，從而賦予發(fā)生石墨化的碳原子結(jié)構(gòu)具有一部分石墨結(jié)構(gòu)的功能。是一種對炭黑進行石墨化改性的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種炭黑改性方法，尤其涉及一種對炭黑進行石墨化改性的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的炭黑改性方法主要是基于改變炭黑的元素組成和表面官能團，目的是改善炭黑的分散性，賦予炭黑良好的親水性。中國專利文獻CN107022112A（一種炭黑表面石墨烯化的方法）、CN112852190A（一種石墨烯包覆炭黑材料及其制備方法）雖然可在炭黑表面形成石墨烯包覆層，從而提高炭黑的表面活性，但并未改變炭黑原子的分布結(jié)構(gòu)；存在制備工藝復雜、成本高、環(huán)境污染大等諸多缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種炭黑石墨化改性方法，該方法能夠能夠部分改變炭黑中碳原子分布結(jié)構(gòu)，使炭黑的微晶結(jié)構(gòu)從無定形碳的無序狀態(tài)向石墨結(jié)晶結(jié)構(gòu)的有序狀態(tài)過渡。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

1）將石墨坩堝置于密閉的石墨化爐中；

2）在石墨坩堝中填滿炭黑，排除石墨化爐內(nèi)的空氣；

3）將石墨坩堝加熱至2800～3000℃，保溫3～5小時，隨爐冷卻。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，在缺氧環(huán)境中對對炭黑進行石墨化改性熱處理，不僅能夠去除炭黑中的硫，而且還可以使炭黑在高溫固相中發(fā)生微晶結(jié)構(gòu)變化（炭黑的微晶結(jié)構(gòu)從無定形碳的無序狀態(tài)向有序的石墨結(jié)晶結(jié)構(gòu)過渡），使炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀結(jié)構(gòu)發(fā)生部分的石墨化改變，因而賦予發(fā)生石墨化的碳原子結(jié)構(gòu)具有一部分石墨結(jié)構(gòu)功能，從而可提高炭黑的導電、導熱性能。

以下是在相同條件下、將等體積分數(shù)的改性炭黑和未改性炭黑加入導熱橡膠中，然后對兩種導熱橡膠性能進行測試的一組數(shù)據(jù)：

表1：石墨化改性前后同等體積分數(shù)炭黑加入導熱橡膠的導熱系數(shù)比較

從上表中可以看出，導熱橡膠的導熱系數(shù)隨著溫度的升高呈現(xiàn)出增加的趨勢；炭黑經(jīng)石墨化改性處理后，填充改性炭黑的導熱橡膠其導熱系數(shù)可獲得很大的提高。

具體實施方式

下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明：

1）將干燥的炭黑粉碎至0.3～0.5mm，過篩，保證篩下的炭黑粒度為45～55μm；

2）將石墨坩堝置于密閉的石墨化爐中；

3）在石墨坩堝中填滿篩下的炭黑，排除石墨化爐內(nèi)的空氣；

4）將石墨坩堝加熱至2800～3000℃，保溫3～5小時，隨爐冷卻。