【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石墨烯材料，具体涉及一种石墨烯水性浆料及基于石墨烯水性浆料制备的粉体导电剂的制备方法。
技术介绍
1、氧化还原法制备的石墨烯层数较少，但缺陷很多，且制备过程中用到强酸强氧化剂，对环保不友好，且成本增加。而普通物理法剥离制备的石墨烯虽然制备过程环保，无废酸废液产生，且缺陷少，但难以将石墨烯层数进一步剥离，剥离的石墨烯片层过厚，导电性较差，而且片径较大，难以符合不同范围片径需求；目前普通物理法剥离所采用的设备，如球磨机、砂磨机、剪切乳化机、高压均质机、超声设备等。球磨机、砂磨机等研磨设备，研磨时间过长，剥离有限；高压均质机，均质力度较弱且狭缝较小，对初始粒径要求严格，粒径过大难以直接进料，易堵料；超声不均匀且固含较低；目前设备整体呈现出效率较低、剥离程度不够，层数及片径都难以进一步减薄减小。而目前所用分散剂：多数为pvp、聚丙烯酸、聚醚类等分散剂，对石墨烯的润湿、分散及剥离程度有限，且降粘作用有限，浆料中固含难以提高，横向尺寸片径难以做到3um以下，导电性较差。因此提供一种层数少、导电性好、粒径可控的石墨烯水性浆料及石墨烯粉体是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种石墨烯水性浆料、基于水性浆料制备的石墨烯粉体及其制备方法，产品具有固含更高、层数更少、导电性更好、粒径可控等优点，成本大幅度降低，环保无污染，更适合工业化生产。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提
4、去离子水74.2-98.7份、分散剂0.1-5份、膨胀石墨1-20份、助剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.3份。
5、进一步的，所述分散剂为da345，低聚合度聚氨酯类型，分子量6000-8000，具有特殊安科海绵组织，可有效提高石墨烯与去离子水间润湿性，减少分散体系的粘度和稳定分散粒子的位阻。
6、浆料制备步骤包括：
7、(1)预分散，将去离子水、分散剂混合，搅匀后，加入膨胀石墨粉体，分散均匀；
8、(2)微射流剥离，将预分散好的浆料，通过泵输送到微射流设备中，加压然后保压或者只有加压没有保压操作，浆料通过剪切、空穴、对撞/撞击作用，进行充分剥离、破碎，可根据不同要求选择不同道数；
9、(3)均质剥离，将微射流剥离好的浆料，通过泵输送到均质设备中，加压，浆料通过剪切、空穴、撞击等作用，进行充分剥离、破碎，可根据不同要求选择道数。
10、所述步骤(2)微射流为交互容腔固定的微通道结构，可以为y型或z型及组合结构或其它结构，微射流通道孔径：50um-300um，优选50um-100um；微射流压力：20-400mpa；保压时间，0-30秒；微射流道数：1-10道，优选1-3道。
11、所述步骤(3)采用阀芯阀座式高压均质机，均质机压力：40-120mpa，均质机道数：1-10道，优选1-3道。
12、所述步骤(2)(3)，先微射流、后均质，或增加微射流道数，在粘度及流动性方面可以起到改善作用，微射流后粘度很高、流动性差，增加微射流道数或均质后粘度明显变低、流动性好；故步骤顺序方面，微射流均质先后顺序可调，优选先微射流后均质或者仅采用微射流剥离。
13、粉体制备步骤：
14、将制备好的石墨烯水性浆料，采用喷雾干燥、真空冷冻干燥、微波干燥等方式，制备出石墨烯粉体。
15、微射流是一种利用高压微射流技术实现材料纳米分散，破碎及乳化的精密装备。采用成熟稳定的液压增压技术，在柱塞泵的作用下将液体或固液混悬物料增压，凭借准确的压力调节使物料压力增压到20mpa至400mpa之间设定的压力值。被增压的物料，射向具有固定几何形状的金刚石微通道并产生超音速微射流，超音速微射流物料在特定几何通道内受到每秒千万次的物理剪切、对撞、空穴效应、急剧压力降等物理作用力，使得物料获得纳米化均质、超微乳化、纳米分散、破碎等效果。且通过加压后对物料进行保压一段时间，可以充分的促使分散剂进入石墨烯层间，以实现分散剂与石墨烯内层更好的接触及水润湿作用，在后续剥离时能够剥离的更充分。
16、本专利技术中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准；结构式有明显错误的除外。
17、本专利技术的有益效果在于：本专利技术制备出的石墨烯水性浆料或石墨烯粉体，产品方面具有层数更少(可≤3层)、导电性更好、粒径可控、浆料中固含更高等优点；相对于氧化还原法制备的石墨烯，具有层数接近，导电性接近，但缺陷少，成本大幅度降低，环保无污染。而制备出的石墨烯粉体，可作为导电剂直接添加到基体或主材中，简单易分散，导电性优于炭黑。
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1.一种石墨烯水性浆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：去离子水74.2-98.7份、分散剂0.1-5份、膨胀石墨1-20份、助剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述分散剂为DA345，低聚合度聚氨酯类型，分子量6000-8000。
3.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述助剂为乙醇胺，调节pH范围为7-11。
4.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述膨胀石墨：分散剂重量比为20:1-1:1，所述膨胀石墨膨胀倍率为500倍，所述膨胀石墨固含量为1-20％。
5.如权利要求1-4任一项所述的石墨烯水性浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)微射流为交互容腔固定的微通道结构，可以为Y型或Z型及组合结构或其它结构，微射流通道孔径：50um-300um，微射流压力：20-400MPa；保压时间，0-3
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)采用阀芯阀座式高压均质机，均质机压力：40-120MPa，均质机道数：1-10道。
9.如权利要求1-4任一项所述的石墨烯水性浆料制备出的石墨烯粉体。
10.根据权利要求9所述的石墨烯粉体的制备方法，其特征在于，所述粉体制备步骤如下：将制备好的水性浆料，采用喷雾干燥、真空冷冻干燥、微波干燥，制备出石墨烯粉体。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯水性浆料，其特征在于，包括如下重量份的组分：去离子水74.2-98.7份、分散剂0.1-5份、膨胀石墨1-20份、助剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述分散剂为da345，低聚合度聚氨酯类型，分子量6000-8000。
3.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述助剂为乙醇胺，调节ph范围为7-11。
4.根据权利要求1所述的石墨烯水性浆料，其特征在于，所述膨胀石墨：分散剂重量比为20:1-1:1，所述膨胀石墨膨胀倍率为500倍，所述膨胀石墨固含量为1-20％。
5.如权利要求1-4任一项所述的石墨烯水性浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：许健君，孙培强，刘刚桥，孙培育，
申请(专利权)人：江苏杉元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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