石墨烯材料复合云母的方法、制备得到的产品及其用途技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯材料复合云母的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将云母和石墨烯材料分散在第一分散剂中得到第一分散液，在密闭环境中加温加压，进行改性处理，得到石墨烯材料复合云母分散液；可选地，步骤(1)之后进行步骤(1’)：将石墨烯材料复合云母分散液过滤、干燥，得到石墨烯材料复合云母。本发明专利技术中提供的石墨烯材料复合云母的制备方法能够将石墨烯材料与云母牢固结合，且能够使石墨烯材料吸附至云母的片层或空隙内部，实现石墨烯材料的均匀分散和与云母的牢固结合；制备方法条件易控，操作简便，工艺时间短，对云母的改性效率高。

The method, product and use of graphene composite mica

The invention relates to a method for graphene composite mica, the method comprises the following steps: (1) the material of mica and graphene dispersed in the first dispersed first dispersion agent, in a confined environment temperature and pressure modification, graphene composite mica dispersion; optionally. Step after step (1) (1 '): graphene composite mica dispersion filtering and drying the obtained graphene composite mica. Method for preparing graphene composite mica provided in the invention can be firmly combined with graphene materials and mica, and can cause the sheet or voids inside the graphene material adsorbed to mica, mica and dispersed uniformly and firmly with the realization of graphene materials; the preparation method is simple and easy to control conditions. Process, short time, high efficiency of modification of mica.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯材料复合云母的方法、制备得到的产品及其用途
本专利技术属于无机材料改性领域，尤其涉及一种石墨烯材料复合云母的方法、制备得到的产品及其用途。
技术介绍
由于电子仪器的广泛应用，给人们的工作和生活带来了极大的便利。同时电磁波的干扰也带来了负面效应，并且由于仪器本身向外辐射电磁波会使其信息泄露。所以为了解决这种问题，就必须对电磁波进行屏蔽。目前主要就是通过将掺杂型导电涂料涂覆到塑料壳体，使其导电进而达到电磁屏蔽的效果，其中镍系导电涂料(相比银)成本较低，屏蔽效果适中，易于实现涂覆工艺，占据电磁屏蔽涂料的主要市场。但是由于镍粉比重大，在涂料中容易沉降，易结块，之后不易再分散，并且对施工人员安全极不利。而导电云母具有比重小，电导率高，有光泽，并且原料丰富价格低廉，成为了代替镍粉的理想材料。除此之外，导电云母表面包覆浅色金属氧化物，电阻率相对较大可作为导电填料用于任何抗静电材料中，最为常用的是用于涂料、橡胶、塑料。即可单独使用，也可以与其他导电填料进行混合使用。石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，具有极高的电子迁移率，电阻率只有约10-6Ω·cm，为也是最薄，最坚硬，高导热的纳米材料。在云母粉表面包覆一层石墨烯将会将提高云母粉的导电性能，并且可以通过调节石墨烯的含量做到导电性能可控。但是直接将石墨烯包覆在云母表面，结合不牢固，对云母导电性的提高不明显，本领域需要开发一种表面能够牢固结合石墨烯材料，导电性能具有明显提升的石墨烯材料改性云母。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种石墨烯材料复合云母的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将云母和石墨烯材料分散在第一分散剂中得到第一分散液，在密闭环境中加温加压进行改性处理，得到石墨烯材料复合云母分散液；可选地，步骤(1)之后进行步骤(1’)：将石墨烯材料复合云母分散液过滤、干燥，得到石墨烯材料复合云母。本专利技术通过将云母与石墨烯材料置于密闭容器，在密闭容器中随着液体沸腾，内部压力升高，促使石墨烯材料进入云母片层或颗粒内部，使石墨烯材料更牢固的吸附石墨烯材料。优选地，所述改性处理的时间≥3h，例如4h、5h、6h、7h、8h、等。优选地，所述改性处理过程中，密闭容器的压力≥1.5MPa，例如1.6MPa、1.8MPa、1.9MPa、2.0MPa、2.3MPa、2.6MPa、2.9MPa、3.2MPa等。优选地，所述改性处理过程的温度为120～220℃，例如125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃等。优选地，所述第一分散剂为亲水性溶液，优选包括水、能够与水任意比例混合的有机溶剂中的任意1种或至少2种的组合。本专利技术所述亲水性溶液也可以理解为亲水性液体、亲水性分散液、亲水性溶剂等。优选地，所述能够与水任意比例混合的有机溶剂包括乙醇、丙酮、甲醇、四氢呋喃、DMF、DMA、DMSO、六甲基磷酰胺、丁砜、二氧六环、羟基丙酸、乙胺、乙二胺、甘油、二甘醇二甲醚、1，3-二氧杂环戊烷、吡啶中的任意1种或至少2种的组合。优选地，所述第一分散液中，石墨烯材料的浓度为1～10mg/g，例如2mg/g、3mg/g、4mg/g、5mg/g、6mg/g、7mg/g、8mg/g、9mg/g等。优选地，所述石墨烯材料与云母的混合比例为0.5～50:100，例如0.6:100、0.9:100、2:100、8:100、12:100、18:100、22:100、28:100、32:100、38:100、42:100、48:100等，优选1～20:100。优选地，所述石墨烯材料包括具有石墨烯片层结构的材料，包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯及石墨烯衍生物中的任意1种或至少2种的组合，优选氧化石墨烯和/或石墨烯衍生物，进一步优选氧化石墨烯。优选地，所述云母的粒径为2μm～2mm，例如3μm、9μm、15μm、30μm、50μm、70μm、90μm、110μm、150μm、210μm、350μm、410μm、550μm、610μm、750μm、810μm、950μm等。优选地，当所述石墨烯材料为氧化石墨烯时，第一分散液中添加化学还原剂；优选地，所述第一分散液中添加化学还原剂的量为石墨烯材料的5倍以上，例如5.5倍、6倍、6.5倍、7.倍、7.5倍、8.倍、8.5倍、9.倍、9.5倍、10.倍、10.5倍、11倍、11.5倍、12倍、12.5倍等，优选8倍以上，进一步优选10倍。所述化学还原剂的加入量是以石墨烯材料来计算的，例如氧化石墨烯复合云母粉的总量是101g，其中有氧化石墨烯1g，则化学还原剂的加入量是5g以上。本专利技术提供的化学还原剂是加入至石墨烯材料复合云母分散液中的，其虽然只用来将氧化石墨烯还原至石墨烯，但是其加入量相较于化学还原剂与纯石墨烯的反应比例应当大4倍以上，如果化学还原剂向石墨烯材料复合云母分散液中的加入量过少，会导致石墨烯材料的还原不完全。优选地，所用化学还原剂包括L-抗坏血酸、水合肼、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠、氢碘酸、偏磷酸钠、二氧化硫脲、金属粉体中的至少1种或至少2种的组合；作为优选技术方案，将经过改性处理的第一分散液，在80℃以上(例如81℃、83℃、85℃、87℃等)的温度下过滤，滤渣投入30℃以下(例如28℃、24℃、20℃、15℃、12℃、9℃、7℃、4℃、2℃、-1℃、-3℃等)的第二分散剂中，进行降温处理，得到第二分散液。在密闭环境中，加温加压，云母片层打开，缝隙变大，石墨烯材料进入云母片层内部，之后在低温下在第二分散剂中进行处理有利于石墨烯材料复合云母的片层收缩，使更多的石墨烯和无机材料的结合牢固。优选地，所述滤渣投入30℃以下的第二分散剂中的温度为5℃以下，优选0℃以下；优选地，所述第二分散剂包括乙醇、甲醇、乙酸乙酯、乙醚、丙酮、二氯甲烷、四氢呋喃、N,N-二甲基酰胺、二甲亚砜中的任意1种或至少2种的组合。优选地，所述第二分散剂与第一分散剂不同。优选地，本专利技术所述的第二分散剂相较于第一分散剂对于石墨烯分散性差。优选地，当所述石墨烯材料为氧化石墨烯时，在步骤(1)或步骤(1’)之后进行步骤(2)：将石墨烯材料复合云母分散液进行辅助还原处理和干燥处理。优选地，步骤(2)所述还原处理的方式包括热还原和/或微波辐照还原中。当需要进行热还原或微波还原，而处理对象为液体时，需要将液体干燥成粉末进行。优选地，所述热还原处理条件为保护性气氛下升温至600～1000℃，例如650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃等，优选保护性气氛下升温至800℃。优选地，所述热还原处理时间为0.5h以上，例如0.6h、0.9h、2.2h、2.6h、2.8h等，优选0.5～2h；优选地，所述保护性气氛包括惰性气氛或还原性气氛，优选包括氦气气氛、氩气气氛、氢气气氛中的任意1种或至少2种的组合。优选地，所述微波还原处理的条件为微波辐照功率密度≥1000W/m3，例如1000W/m3、1200W/m3、1500W/m3、1800W/m3、2000W/m3等，辐照2～10s，例如3s、4s、5s、6s、7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯材料复合云母的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将云母和石墨烯材料分散在第一分散剂中得到第一分散液，在密闭环境中加温加压，进行改性处理，得到石墨烯材料复合云母分散液；可选地，步骤(1)之后进行步骤(1’)：将石墨烯材料复合云母分散液过滤、干燥，得到石墨烯材料复合云母。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯材料复合云母的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将云母和石墨烯材料分散在第一分散剂中得到第一分散液，在密闭环境中加温加压，进行改性处理，得到石墨烯材料复合云母分散液；可选地，步骤(1)之后进行步骤(1’)：将石墨烯材料复合云母分散液过滤、干燥，得到石墨烯材料复合云母。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改性处理的时间≥3h；优选地，所述改性处理过程中，密闭容器的压力≥1.5MPa；优选地，所述改性处理过程的温度为120～220℃；优选地，所述第一分散剂为亲水性溶液，优选包括水、能够与水任意比例混合的有机溶剂中的任意1种或至少2种的组合；优选地，所述能够与水任意比例混合的有机溶剂包括乙醇、丙酮、甲醇、四氢呋喃、DMF、DMA、DMSO、六甲基磷酰胺、丁砜、二氧六环、羟基丙酸、乙胺、乙二胺、甘油、二甘醇二甲醚、1，3-二氧杂环戊烷、吡啶中的任意1种或至少2种的组合。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一分散液中，石墨烯材料的浓度为1～10mg/g；优选地，所述石墨烯材料与云母的混合比例为0.5～50:100，优选1～20:100；优选地，所述石墨烯材料包括具有石墨烯片层结构的材料，包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯及石墨烯衍生物中的任意1种或至少2种的组合，优选氧化石墨烯和/或石墨烯衍生物，进一步优选氧化石墨烯；优选地，所述云母的粒径为2μm～2mm。4.如权利要求1～3之一所述的方法，其特征在于，当所述石墨烯材料为氧化石墨烯时，第一分散液中添加化学还原剂；优选地，所用化学还原剂包括L-抗坏血酸、水合肼、柠檬酸钠、连二亚硫酸钠、氢碘酸、偏磷酸钠、二氧化硫脲、金属粉体中的至少1种或至少2种的组合；优选地，所述第一分散液中添加化学还原剂的量为石墨烯材料的5倍以上，优选8倍以上，进一步优选10倍。5.如权利要求1～4之一所述的方法，其特征在于，将经过改性处理的第一分散液，在80℃以上的温度下过滤，滤渣投入30℃以下的第二分散剂中，进行降温处理，得到第二分散液；优选地，所述滤渣投...

【专利技术属性】
技术研发人员：任方华，张金柱，张安，吴科伟，
申请(专利权)人：山东圣泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37