一种石墨烯材料的制备方法技术

一种石墨烯材料的制备方法，原料为：石墨、十二烷基磺酸钠、烷基二苯胺、氢氧化锂、顺丁胶、聚氨酯丙烯酸酯、聚氯乙烯、氧化钡、柠檬酸、醋酸纤维、玻璃微珠、聚己二酸丙二醇酯、PC、苯酚磺酸和抗氧剂，混合均匀、塑化造粒后煅烧即得；原料来源广泛，成本低廉，邵氏硬度90‑100；各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达400‑600%，拉伸强度100‑200MPa；压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好；低剂量，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度120‑180J/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。

Preparation method of graphene material

A method for preparing graphene materials is described. The raw materials are graphite, sodium dodecyl sulfonate, alkyl diphenylamine, lithium hydroxide, cis-butadiene glue, polyurethane acrylate, polyvinyl chloride, barium oxide, citric acid, acetate fiber, glass beads, polypropylene adipate glycol ester, PC, phenol sulfonic acid and antioxidant, which are uniformly mixed and plasticized. It can be obtained by calcination after granulation; raw materials are widely available, low cost, Shaw hardness 90 100; each component has synergistic effect, elongation at break is as high as 400_600%, tensile strength 100_200 MPa; compression permanent deformation is good, energy density is high, conductivity is good; low dosage, high efficiency and energy saving, can be prepared accurately, each component has a tensile strength of 100_200 MPa. The impact strength of the cantilever beam is 120 180 J / m. It is easy to use, has good thermal conductivity, simple process and can be widely used.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯材料的制备方法
本专利技术涉及石墨烯材料，尤其涉及一种石墨烯材料的制备方法。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法CVD。实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆（AndreGeim）和康斯坦丁·诺沃消洛夫（KonstantinNovoselov）发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键与苯环类似，因而具有优良的导电和光学性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种石墨烯材料的制备方法，解决现有石墨烯材料成本高昂、压缩永久变形差、断裂伸长率低和硬度低等技术问题。本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯材料的制备方法，步骤为：第一步：按照组份的质量份数配比称取石墨100份、十二烷基磺酸钠3-7份、烷基二苯胺1-5份、氢氧化锂4-8份、顺丁胶10-20份、聚氨酯丙烯酸酯15-25份、聚氯乙烯1-5份、氧化钡15-35份、柠檬酸8-16份、醋酸纤维11-15份、玻璃微珠4-8份、聚己二酸丙二醇酯8-12份、PC60-80份、苯酚磺酸10-30份、抗氧剂2-6份；第二步：将石墨、氧化钡和玻璃微珠投入研磨机中研磨40-60min，过200-400目筛后投入烘箱中干燥10-30min，再与十二烷基磺酸钠、烷基二苯胺、氢氧化锂和聚氨酯丙烯酸酯一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-60℃，搅拌40-60min，搅拌速度90-110r/min；第三步：加入聚氯乙烯、醋酸纤维、聚己二酸丙二醇酯和PC，升温至80-100℃，恒温反应50-70min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；第四步：再加入剩余原料，200-300℃下混合70-90min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，煅烧后静置冷却即得。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、十二烷基磺酸钠20份、烷基二苯胺1份、氢氧化锂14份、顺丁胶6份、聚氨酯丙烯酸酯6份、聚氯乙烯1份、氧化钡0.1份、柠檬酸15份、醋酸纤维1份、玻璃微珠4份、聚己二酸丙二醇酯4份、PC1.2份、苯酚磺酸1份、抗氧剂2份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、十二烷基磺酸钠40份、烷基二苯胺5份、氢氧化锂18份、顺丁胶10份、聚氨酯丙烯酸酯10份、聚氯乙烯5份、氧化钡0.5份、柠檬酸35份、醋酸纤维5份、玻璃微珠8份、聚己二酸丙二醇酯8份、PC1.8份、苯酚磺酸20份、抗氧剂6份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、十二烷基磺酸钠30份、烷基二苯胺3份、氢氧化锂16份、顺丁胶8份、聚氨酯丙烯酸酯8份、聚氯乙烯3份、氧化钡0.3份、柠檬酸25份、醋酸纤维3份、玻璃微珠6份、聚己二酸丙二醇酯6份、PC1.5份、苯酚磺酸10份、抗氧剂4份。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述抗氧剂采用亚磷酸酯。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二步中的烘箱烘干温度为70-90℃。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第四步中的混合速度为300-400r/min。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第四步中的煅烧条件为先升温至500-600℃，保温3-6h，再升温至750-1050℃，煅烧1-3h。本专利技术所述一种石墨烯材料的制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、原料来源广泛，成本低廉，邵氏硬度90-100；2、各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达400-600%，拉伸强度100-200MPa；3、压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好；4、低剂量，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用，悬臂梁冲击强度120-180J/m，使用方便，导热性好，工艺简单，可以广泛使用。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明：实施例1：第一步：按质量份数配比称取：石墨100份、十二烷基磺酸钠20份、烷基二苯胺1份、氢氧化锂14份、顺丁胶6份、聚氨酯丙烯酸酯6份、聚氯乙烯1份、氧化钡0.1份、柠檬酸15份、醋酸纤维1份、玻璃微珠4份、聚己二酸丙二醇酯4份、PC1.2份、苯酚磺酸1份、亚磷酸酯2份。第二步：将石墨、氧化钡和玻璃微珠投入研磨机中研磨40min，过200目筛后投入烘箱中干燥10min，烘箱烘干温度为70℃，再与十二烷基磺酸钠、烷基二苯胺、氢氧化锂和聚氨酯丙烯酸酯一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40℃，搅拌40min，搅拌速度90r/min。第三步：加入聚氯乙烯、醋酸纤维、聚己二酸丙二醇酯和PC，升温至80℃，恒温反应50min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；第四步：再加入剩余原料，200℃下混合70min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，煅烧后静置冷却即得，混合速度为300r/min，煅烧条件为先升温至500℃，保温3h，再升温至750℃，煅烧1h。原料来源广泛，成本低廉，邵氏硬度90；各个组分之间具有协同作用，断裂伸长率高达400%，拉伸强度100MPa；压缩永久变形性好，能量密度高，导电性好；低剂量，高效节能，可以精确制备，各个组分之间产生协同作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于步骤为：第一步：按照组份的质量份数配比称取石墨100份、十二烷基磺酸钠3‑7份、烷基二苯胺1‑5份、氢氧化锂4‑8份、顺丁胶10‑20份、聚氨酯丙烯酸酯15‑25份、聚氯乙烯1‑5份、氧化钡15‑35份、柠檬酸8‑16份、醋酸纤维11‑15份、玻璃微珠4‑8份、聚己二酸丙二醇酯8‑12份、PC60‑80份、苯酚磺酸10‑30份、抗氧剂2‑6份；第二步：将石墨、氧化钡和玻璃微珠投入研磨机中研磨40‑60min，过200‑400目筛后投入烘箱中干燥10‑30min，再与十二烷基磺酸钠、烷基二苯胺、氢氧化锂和聚氨酯丙烯酸酯一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40‑60℃，搅拌40‑60min，搅拌速度90‑110 r/min；第三步：加入聚氯乙烯、醋酸纤维、聚己二酸丙二醇酯和PC，升温至80‑100℃，恒温反应50‑70min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；第四步：再加入剩余原料，200‑300℃下混合70‑90min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，煅烧后静置冷却即得。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于步骤为：第一步：按照组份的质量份数配比称取石墨100份、十二烷基磺酸钠3-7份、烷基二苯胺1-5份、氢氧化锂4-8份、顺丁胶10-20份、聚氨酯丙烯酸酯15-25份、聚氯乙烯1-5份、氧化钡15-35份、柠檬酸8-16份、醋酸纤维11-15份、玻璃微珠4-8份、聚己二酸丙二醇酯8-12份、PC60-80份、苯酚磺酸10-30份、抗氧剂2-6份；第二步：将石墨、氧化钡和玻璃微珠投入研磨机中研磨40-60min，过200-400目筛后投入烘箱中干燥10-30min，再与十二烷基磺酸钠、烷基二苯胺、氢氧化锂和聚氨酯丙烯酸酯一起投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-60℃，搅拌40-60min，搅拌速度90-110r/min；第三步：加入聚氯乙烯、醋酸纤维、聚己二酸丙二醇酯和PC，升温至80-100℃，恒温反应50-70min，搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，注塑样条；第四步：再加入剩余原料，200-300℃下混合70-90min后投入管式炉中在氮气保护下煅烧，煅烧后静置冷却即得。2.根据权利要求1所述的石墨烯材料的制备方法，其特征在于：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：石墨100份、十二烷基磺酸钠20份、烷基二苯胺1份、氢氧化锂14份、顺丁胶6份、聚氨酯丙烯酸酯6份、聚氯乙烯1份、氧化钡0.1份、柠檬酸15份、醋酸纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，夏英，
申请(专利权)人：苏州牛麦田新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32