CN109762305A - 一种石墨烯母粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及石墨烯材料领域,具体而言,涉及一种石墨烯母粒及其制备方法。一种石墨烯母粒的制备方法,石墨烯母粒的制备方法主要包括以下步骤:采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,得到表面包覆石墨烯的纤维载体即中间产物;采用聚合物浆料对中间产物进行表面处理,得到表面包覆聚合物的中间产物即包覆料;将包覆料造粒。本申请提供的石墨烯母粒制备方法工艺简单,原材料成本低廉易得,环保,没有有机溶剂的引入,也不需要复杂昂贵的设备,容易实现工业化生产。
Description
技术领域
本申请涉及石墨烯材料领域,具体而言,涉及一种石墨烯母粒及其制备方法。
背景技术
石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料,具有高的电导率、热导率、高的比表面积和杨氏模量等优异性质。理论研究表明,单层石墨烯的室温热导率是目前已知的具有最高热导率的材料。
聚合物纳米复合材料是通过将纳米添加剂分散在聚合物基体中制得的,研究发现,当以石墨烯为添加剂,添加量较低时,聚合物的性能即可大幅增强。但是,由于石墨烯比表面积巨大,且石墨烯片层之间存在固有的范德华力,石墨烯片层非常容易团聚。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种石墨烯母粒及其制备方法,其旨在改善现有的石墨烯复合材料容易团聚的问题。
本申请第一方面提供一种石墨烯母粒的制备方法,石墨烯母粒的制备方法主要包括以下步骤:
采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,得到表面包覆石墨烯的纤维载体即中间产物;
采用聚合物浆料对中间产物进行表面处理,得到表面包覆聚合物的中间产物即包覆料;
将包覆料造粒。
现有技术中采用粉体石墨烯与聚合物造粒时只能添加少量石墨烯,因为聚合物粉料的颗粒较大,所以预混过程是石墨烯包覆在聚合物颗粒表面,但是包覆量有限,聚合物颗粒表面只能包覆少量石墨烯,因此石墨烯添加量增加时,大多数石墨烯不能包覆到聚合物颗粒表面,因此熔融时就会造成团聚。
本申请采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,将石墨烯浆料包覆于纤维载体外,纤维作为载体,石墨烯作为载物,可以将大量的石墨烯负载于纤维表面,且不易团聚,解决了上述问题。
在石墨烯表面包覆一层聚合物薄膜,纤维载体、石墨烯以及聚合物薄膜形成“三明治结构”,可以避免石墨烯在后续过程中脱落。此外,在后续石墨烯母粒制备过程中,石墨烯片层的两个表面分别被纤维和聚合物包裹,可以避免团聚,从而可以获得较好的分散。
本申请提供的方法可以采用石墨烯浆料,但不限于石墨烯浆料,可以适用多种形态的石墨烯。此外,本申请实施例可以制得含较高含量石墨烯的石墨烯母粒,微观尺度的石墨烯片表面均能与聚合物充分接触,可以有效解决石墨烯片层之间团聚的问题,使石墨烯在母粒中均匀分散,并相互搭接形成全面的三维石墨烯网络。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理具体包括将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥;
采用聚合物浆料对中间产物进行表面处理具体包括将中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥。
浸渍或者浸轧的方式可以使石墨烯均匀连续地包覆于纤维载体表面,并具有一定的附着力。通过多次浸渍或浸轧处理可以使尽可能多的石墨烯覆盖于纤维载体表面,增加最终母粒中石墨烯的含量。
采用浸渍或者浸轧的方式于中间产物表面包裹一层聚合物,使中间产物表面形成一层薄膜,浸渍或者浸轧的方式有利于石墨烯与聚合物的全面接触,在母粒制备过程一方面石墨烯可以形成相互搭接的三维网状结构,另一方面石墨烯内部包覆聚合物纤维载体,外部被聚合物包覆所形成的“三明治”结构可以有效解决母粒制备过程石墨烯团聚的问题。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧步骤中,采用多次浸渍或者多次浸轧的方式,且每次浸渍或者每次浸轧之后进行干燥然后再进行浸渍或者浸轧。
在本申请第一方面的一些实施例中,石墨烯浆料是由包括石墨烯、导电添加剂、聚合物、以及溶剂组成。
导电添加剂为包括导电碳黑、石墨、碳纳米管、碳纤维中的一种或两种以上的组合至少一种。
聚合物为聚酯、聚氨酯、水性环氧树脂、酚醛、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺或者聚丙烯酸类水性树脂中的任意一种。
石墨烯浆料的溶剂包括体积分数为10%-85%的乙醇水溶液。
水和乙醇的混合溶液作为石墨烯浆料的溶剂可以增加石墨烯在浆料中的分散性,同时可以避免在石墨烯母粒中引入其他物质,降低污染。导电添加剂可以增加石墨烯的导电性能,导电添加剂的使用不但可以降低石墨烯的用量,促进石墨烯的有效分散,还可以对石墨烯在母粒中形成的三维网络起到完善补强的作用。聚合物有利于石墨烯于纤维载体表面铺展成膜,同时包覆于石墨烯两面,降低石墨烯的团聚。
在本申请第一方面的一些实施例中,石墨烯与导电添加剂的总固含量为1%-8%;石墨烯与导电添加剂的质量比为1:0.1-1;石墨烯和导电添加剂质量之和与聚合物的质量比为1:0.1-10。
1%-8%的石墨烯与导电添加剂的固含量,可以使浆料中石墨烯较高效率地覆盖于纤维载体表面,形成连续的石墨烯片层结构。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%-20%。
使聚合物能连续地附着于石墨烯表面。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述纤维载体直径小于30um,优选纤维载体直径小于5um。
直径小于5um的纤维载体具有较大的比表面积,为石墨烯的附着提供无限大的空间,且纤维直径为微纳米级,石墨烯包覆于纤维表面可以实现同等尺度的石墨烯与聚合物的复合。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述纤维载体的材料包括涤纶、锦纶、丙纶、氨纶或者聚乙烯醇纤维中的任意一种。
聚合物浆料包括聚酯、聚氨酯、环氧、酚醛、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺或者聚丙烯酸类树脂中的任意一种。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述对包覆料造粒之前还包括将包覆料进行至少一次表面包覆石墨烯的表面处理和至少一次表面包覆聚合物的表面处理;使纤维载体间隔包覆多层石墨烯和多层聚合物。
可以根据最终的需求使纤维载体间隔包覆多层石墨烯和多层聚合物。
在本申请第一方面的一些实施例中,上述石墨烯的片层尺寸为0.1μm-25μm。可以于纤维载体表面形成微观石墨烯片层结构。
一种石墨烯母粒,石墨烯母粒通过本申请第一方面提供的石墨烯母粒的制备方法制得。
本申请实施例提供的石墨烯母粒可以获得高含量石墨烯的添加,石墨烯和聚合物的间隔多重包覆有利于熔融过程石墨烯两面均能有效接触聚合物,形成表面包覆聚合物的石墨烯片,避免石墨烯的再次团聚,从而获得很好的分散。在纤维载体表面包覆石墨烯可以使石墨烯母粒具有相互搭接的三维石墨烯网络,母粒的导电、导热、远红外及抗菌等性能显著。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请一个实施例提供的石墨烯母粒的内部结构示意图。
图2示出了对比例1提供的石墨烯母粒的扫面电镜图;
图3示出了对比例2提供的石墨烯母粒的扫面电镜图;
图4示出了实施例5提供的石墨烯母粒的扫面电镜图。
图标:101-纤维载体;102-第一石墨烯层;103-第一聚合物层;104-第二石墨烯层;105-第二聚合物层。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请实施例的石墨烯母粒及其制备方法进行具体说明。
本申请提供一种石墨烯母粒的制备方法,石墨烯母粒的制备方法主要包括以下步骤:
采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,得到表面包覆石墨烯的纤维载体即中间产物。
采用聚合物浆料对中间产物进行表面处理,得到表面包覆聚合物的中间产物即包覆料。
将包覆料造粒。
采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,将石墨烯浆料包覆于纤维载体外,纤维作为载体,石墨烯作为载物,可以将大量的石墨烯负载于纤维表面,解决了只能负载少量石墨烯的问题。
此外,石墨烯浆料相比与石墨烯粉料而言,能够使石墨烯尽可能的铺展于浆料溶剂中,表面处理后有利于石墨烯于纤维表面铺展开,并且在后续熔融造粒过程中,铺展开的石墨烯两面均已包覆聚合物,从而可以降低母粒中石墨烯的卷曲褶皱,较大程度地减小团聚,后期使用可最大程度地发挥石墨烯的性能。
进一步地,在本申请的一些实施例中,将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥。
浸渍或者浸轧的方式可以使石墨烯均匀连续地包覆于纤维载体表面,并具有一定的附着力。通过多次浸渍或浸轧处理可以使尽可能多的石墨烯覆盖于纤维载体表面,增加最终母粒中石墨烯的含量。
可以理解的是,在本申请的其他实施例中,表面包覆石墨烯的纤维载体也可以通过其他方式实现,例如采用喷涂的方式等。
进一步地,在本申请的一些实施例中,石墨烯浆料是由包括石墨烯、导电添加剂、聚合物以及溶剂组成。
导电添加剂为包括导电碳黑、石墨、碳纳米管以及碳纤维中的至少一种。
聚合物为聚酯、聚氨酯、水性环氧树脂、酚醛、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺或者聚丙烯酸类中的任意一种;
石墨烯浆料的溶剂包括体积分数为10%-85%的乙醇水溶液。
进一步地,石墨烯与导电添加剂的总固含量为1%-8%;石墨烯与导电添加剂的质量比为1:0.1-1;石墨烯和导电添加剂质量之和与聚合物的质量比为1:0.1-10。
水和乙醇的混合溶液作为石墨烯浆料的溶剂可以增加石墨烯在浆料中的分散性,有利于石墨烯在纤维载体乃至石墨烯母粒中的铺展,同时可以避免在石墨烯母粒中引入其他物质,降低污染。导电添加剂可以增加石墨烯的导电性能,导电添加剂的使用不但可以降低石墨烯的用量,促进石墨烯的有效分散,还可以对石墨烯在母粒中形成的三维网络起到完善补强的作用。石墨烯浆料中的聚合物有利于石墨烯于纤维载体表面铺展成膜,且石墨烯的两个表面可先于浆料中包覆少量聚合物,进一步降低石墨烯片层之间的团聚。1%-8%的石墨烯与导电添加剂的固含量,可以使浆料中石墨烯较高效率地覆盖于纤维载体表面,形成连续的石墨烯片层结构。
可以理解的是,在本申请的其他实施例中,石墨烯浆料中的溶液也可以为其他,例如丙酮、水等。
需要说明的是,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为10%-85%的乙醇水溶液。与石墨烯浆料的溶剂为水相比,很大程度地增加了石墨烯在浆料中的分散性。进一步地,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为30%-75%的乙醇水溶液。在本申请的一些实施例中,上述纤维载体直径小于30um,进一步优选,纤维直径小于5um。
直径小于5um的纤维载体具有较大的比表面积,为石墨烯的附着提供无限大的空间,且纤维直径为微纳米级,石墨烯包覆于纤维表面可以实现同等尺度的石墨烯与聚合物的复合。
在本申请的一些实施例中,纤维载体的材料包括涤纶、锦纶、丙纶、氨纶或者聚乙烯醇纤维中的任意一种。
进一步地,纤维载体可以是短纤、纤维束、机织、编织、针织或非织织物,其中采用织物进行石墨烯和聚合物的双重或多重包覆可以显著提高生产效率,同样石墨烯母粒制备是将包覆石墨烯和聚合物的载体织物进行粉碎,然后将粉料充分干燥后于螺杆挤出机中熔融挤出造粒。
进一步地,在本申请的一些实施例中,采用具有异形截面的纤维载体,比如Y型,十字形,三角形等,能够进一步增大纤维的比表面积;增加石墨烯的负载量的同时,不规整表面可以增加石墨烯的着力点,增加附着力,避免脱落。
在本申请的一些实施例中,上述石墨烯的片层尺寸为0.1μm-25μm。
石墨烯的片层尺寸为0.1μm-25μm可以于纤维载体表面形成微观石墨烯片层结构。
纤维载体表面包覆石墨烯后得到中间产物,然后采用聚合物浆料对中间产物进行表面处理,得到表面包覆聚合物的中间产物即包覆料。
在石墨烯表面包覆一层聚合物薄膜,纤维载体、石墨烯以及聚合物薄膜形成“三明治结构”,可以使石墨烯均匀连续的负载在纤维载体表面,聚合物均匀连续的负载在石墨烯表面,从而实现石墨烯的两个表面全面高效的与聚合物的接触,在后续石墨烯母粒制备过程中,石墨烯片层的两个表面分别被聚合物纤维和聚合物包裹,可以避免团聚,从而可以获得较好的分散。
在本申请的一些实施例中,将中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥得到包覆料。
采用浸渍或者浸轧的方式于中间产物表面包裹一层聚合物,使中间产物表面形成一层薄膜,浸渍或者浸轧的方式有利于增加石墨烯与聚合物的结合,形成相互搭接的三维多孔网状结构。
需要说明的是,在本申请的其他实施例中,于中间产物表面包裹一层聚合物也可以采用其他手段,例如喷涂、裹设等其他方式。
在本申请的一些实施例中,聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%-20%。
水作为聚合物浆料的溶剂,更环保,成本较低,此外,也不会于最终的石墨烯母粒中引入其他杂质。
1%-20%的聚合物的固含量可以使聚合物能连续地附着于石墨烯表面。
在本申请的一些实施例中,聚合物包括聚酯、聚氨酯、环氧、酚醛、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺或者聚丙烯酸类树脂中的任意一种。
将包覆料造粒。将包覆料进行熔融共混、分散、挤出、固化后切粒。
本申请提供的方法石墨烯母粒制备工艺简单,原材料成本低廉易得,环保,没有有机溶剂的引入,也不需要复杂昂贵的设备,容易实现工业化生产。
本申请提供的方法适用多种形态的石墨烯,不限于石墨烯浆料,此外,本申请实施例可以于制得石墨烯含较高含量的石墨烯母粒,微观尺度的石墨烯片表面均能与聚合物充分接触,可以有效解决石墨烯片层之间团聚的问题,使石墨烯在母粒中均匀分散,并相互搭接形成全面的三维石墨烯网络。
在本申请的一些实施例中,上述对包覆料造粒之前还包括将包覆料进行至少一次表面包覆石墨烯的表面处理和至少一次表面包覆聚合物的表面处理;使纤维载体间隔包覆多层石墨烯和多层聚合物。
换言之,可以根据需求于纤维载体表面包覆多层石墨烯、多层聚合物;以一层石墨烯、一层聚合物、再一层石墨烯、再一层聚合物的方式。
本申请提供一种石墨烯母粒,石墨烯母粒通过本申请提供的石墨烯母粒的制备方法制得。
图1示出了本申请一个实施例提供的石墨烯母粒的内部结构示意图,请参阅图1。
石墨烯母粒包括由内之外的纤维载体101、第一石墨烯层102、第一聚合物层103、第二石墨烯层104以及第二聚合物层105。
纤维载体101与第一石墨烯层102边界处有部分相互穿插,第一聚合物层103与第二石墨烯层104边界处有部分相互穿插。
需要说明的是,在本申请的其他实施例中,纤维载体101外也可以设置一层石墨烯一层聚合物。本实施例不对其进行限定。
本申请实施例提供的石墨烯母粒可以避免在后续过程中石墨烯脱落,有利于熔融过程石墨烯两面均能有效接触聚合物,形成表面包覆聚合物的石墨烯片,避免石墨烯的再次团聚,从而获得很好的分散。石墨烯母粒具有相互搭接的三维石墨烯网络,母粒的导电、导热、远红外及抗菌等性能显著。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种石墨烯母粒,主要通过以下步骤制得:
取直径30um的涤纶纤维载体;将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍,然后干燥得到中间产物;石墨烯浆料由石墨烯、碳纳米管和溶剂组成,浆料中石墨烯与碳纳米管的固含量为1%,石墨烯与碳纳米管的质量比为5:2;石墨烯的片层尺寸为9μm,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为10%的乙醇水溶液。
将中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍然后干燥得到包覆料;聚合物为水性聚酯;聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%。
重复上述步骤3次,得表面间隔包覆多层石墨烯和聚合物的包覆物。
采用双螺杆挤出机对包覆料造粒。
实施例2
本实施例提供了一种石墨烯母粒,主要通过以下步骤制得:
取直径20um的聚乙烯醇纤维载体;将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸轧,然后干燥得到中间产物;石墨烯浆料由石墨烯、石墨、聚乙烯醇和溶剂组成,浆料中石墨烯与石墨的固含量为3%,石墨烯与石墨的质量比为8:2,石墨烯的片层尺寸为7μm,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为85%的乙醇水溶液。
将中间产物置于聚合物浆料中进行浸轧,然后干燥得到包覆料;聚合物为水性聚乙烯醇;聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为3%。
重复上述步骤2次,得表面间隔包覆多层石墨烯和聚合物的包覆物。
采用双螺杆挤出机对包覆料造粒。
实施例3
本实施例提供了一种石墨烯母粒,主要通过以下步骤制得:
取直径10um的丙纶纤维载体;将纤维载体置于石墨烯浆料中浸轧,然后干燥得到中间产物;石墨烯浆料由石墨烯、导电碳黑、碳纳米管、聚丙烯酸和溶剂组成;浆料中石墨烯、导电碳黑和碳纳米管的固含量为3.5%,石墨烯、导电碳黑和碳纳米管的质量比为6:3:1,浆料中聚丙烯酸的固含量为2%;石墨烯的片层尺寸为5μm,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为30%的乙醇水溶液。
将中间产物置于聚合物浆料中进行浸轧,然后干燥得到包覆料;聚合物为水性聚丙烯酸,聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%。
重复上述步骤3次,得表面间隔包覆多层石墨烯和聚合物的包覆物。采用双螺杆挤出机对包覆料造粒。
实施例4
本实施例提供了一种石墨烯母粒,主要通过以下步骤制得:
取直径5um的涤纶纤维载体;
将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥得到中间产物;石墨烯浆料由石墨烯、导电碳黑、水性聚酯和溶剂组成,浆料中石墨烯和导电碳黑的固含量为2.5%,石墨烯与导电碳黑的质量比为9:1,浆料中水性聚酯的固含量为2%,石墨烯的片层尺寸为7μm,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为15%的乙醇水溶液。
将中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥得到包覆料;聚合物为水性聚酯;聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%。
重复上述步骤4次,得表面间隔包覆多层石墨烯和聚合物的包覆物。
采用双螺杆挤出机对包覆料造粒。
实施例5
本实施例提供了一种石墨烯母粒,主要通过以下步骤制得:
取直径14um的涤纶纤维载体;将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸轧,然后干燥得到中间产物;石墨烯浆料由石墨烯、水性聚氨酯和溶剂组成,浆料中石墨烯的固含量为3%,石墨烯的片层尺寸为7μm,水性聚氨酯的固含量为1.5%,石墨烯浆料的溶剂为体积分数为50%的乙醇水溶液。
将中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥得到包覆料;聚合物为水性聚氨酯;聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1.5%。
重复上述步骤2次,得表面间隔包覆多层石墨烯和聚合物的包覆物。
采用双螺杆挤出机对包覆料造粒。
对比例1
采用PET颗粒与石墨烯粉末混合制备石墨烯质量分数为1%的母粒。
对比例2
采用PET粉末与石墨烯粉末混合,制备石墨烯质量分数为5%的母粒。
试验例1
对实施例1-实施例5提供的石墨烯母粒进行表面电阻测试,结果如表1所示。
表1实施例1-5提供的石墨烯母粒的性能测试结果
组别 | 表面电阻(Ω) |
实施例1 | 10<sup>7</sup> |
实施例2 | 105 |
实施例3 | 104 |
实施例4 | 103 |
实施例5 | 104 |
从表1可以看出,实施例1-实施例5提供的导电性均较佳,实施例4的表面电阻低,优于实施例1-实施例3以及实施例5提供的石墨烯母粒。
试验例2
采用扫面电镜拍摄对比例1-2以及实施例5提供的石墨烯母粒的图片。图2示出了对比例1提供的石墨烯母粒的扫面电镜图;图3示出了对比例2提供的石墨烯母粒的扫面电镜图;图4示出了实施例5提供的石墨烯母粒的扫面电镜图。
从图2-图3可以看出,对比例1-2的石墨烯团聚比较明显;实施例5提供的石墨烯母粒的石墨烯均匀分散,并且石墨烯均是呈现铺展开的状态。
说明本申请实施例提供的石墨烯母粒同时具有石墨烯含量大以及石墨烯分散性好的优点。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,所述石墨烯母粒的制备方法主要包括以下步骤:
采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理,得到表面包覆石墨烯的纤维载体即中间产物;
采用聚合物浆料对所述中间产物进行表面处理,得到表面包覆聚合物的中间产物即包覆料;
将所述包覆料造粒。
2.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,所述采用石墨烯浆料对纤维载体进行表面处理具体包括将纤维载体置于石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥;
所述采用聚合物浆料对所述中间产物进行表面处理具体包括将所述中间产物置于聚合物浆料中进行浸渍或者浸轧,然后干燥。
3.根据权利要求2所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
将所述纤维载体置于所述石墨烯浆料中进行浸渍或者浸轧步骤中,采用多次浸渍或者多次浸轧的方式,且每次浸渍或者每次浸轧之后进行干燥然后再进行浸渍或者浸轧。
4.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
所述石墨烯浆料包括石墨烯、导电添加剂、聚合物以及溶剂;
所述导电添加剂包括导电碳黑、石墨、碳纳米管以及碳纤维中的至少一种;
所述聚合物为聚酯、聚氨酯、水性环氧树脂、酚醛、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸类水性树脂中的任意一种;
所述石墨烯浆料的溶剂包括体积分数为10%-85%的乙醇水溶液。
5.根据权利要求4所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
所述石墨烯与所述导电添加剂的总固含量为1%-8%;所述石墨烯与所述导电添加剂的质量比为1:0.1-1;所述石墨烯和所述导电添加剂的质量和与聚合物的质量比为1:0.1-10。
6.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
所述聚合物浆料的溶剂为水,聚合物的固含量为1%-20%。
7.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
所述纤维直径小于30um;
优选地,所述纤维载体直径小于5um。
8.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
所述纤维载体的材料包括涤纶、锦纶、丙纶、氨纶以及聚乙烯醇纤维中的任意一种;所述聚合物浆料包括聚酯、聚氨酯、水性环氧树脂、酚醛、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸酐、聚季胺盐、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺以及聚丙烯酸类中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的石墨烯母粒的制备方法,其特征在于,
对所述包覆料造粒之前还包括将所述包覆料进行至少一次表面包覆石墨烯的表面处理和至少一次表面包覆聚合物的表面处理;使所述纤维载体间隔包覆多层石墨烯和多层聚合物。
10.一种石墨烯母粒,其特征在于,所述石墨烯母粒通过权利要求1-9任一项所述的石墨烯母粒的制备方法制得。
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CN201910061162.9A CN109762305B (zh) | 2019-01-22 | 2019-01-22 | 一种石墨烯母粒及其制备方法 |
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