一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，属于复合材料制备技术领域。该装置包括底座，底座上设置有铁杆，铁杆上分别活动连接有底部支架、中部支架和上部支架，其中，底部支架上放置有冷凝样品收集瓶，冷凝样品收集瓶顶部连接有冷凝管；冷凝管顶部连接有气管；冷凝管下部设置有密封装置和蒸发管，密封装置中部设置有电动马达；蒸发管底部设置有缓冲瓶，缓冲瓶底部设置连接有蒸发烧瓶，蒸发烧瓶放置在设置在一侧的超声波清洗器中。本实用新型专利技术的制备装置能够实现石墨烯在硅橡胶中的均匀分散，并能实现溶剂的回收再用，降低成本的同时避免了传统溶液混合法中挥发溶剂对环境的污染。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，属于复合材料制备
。该装置包括底座，底座上设置有铁杆，铁杆上分别活动连接有底部支架、中部支架和上部支架，其中，底部支架上放置有冷凝样品收集瓶，冷凝样品收集瓶顶部连接有冷凝管；冷凝管顶部连接有气管；冷凝管下部设置有密封装置和蒸发管，密封装置中部设置有电动马达；蒸发管底部设置有缓冲瓶，缓冲瓶底部设置连接有蒸发烧瓶，蒸发烧瓶放置在设置在一侧的超声波清洗器中。本技术的制备装置能够实现石墨烯在硅橡胶中的均匀分散，并能实现溶剂的回收再用，降低成本的同时避免了传统溶液混合法中挥发溶剂对环境的污染。【专利说明】一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置
本技术涉及一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，属于复合材料制备装置
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技术介绍
聚合物基导电复合材料通常是在聚合物基体中加入一种导电填料；然后采用物理或化学方法复合得到的多相复合材料。作为一种新兴的功能材料，聚合物基导电复合材料不仅具有导电功能，又保持了高分子材料的特性，而且能在较大的范围内调节材料的电学和力学性能。现有的导电填料多为碳黑、乙炔碳黑等，填充量大，渗流阈值高，对复合材料的强度和韧性损害大。石墨烯是具有Sp2杂化轨道的二维碳原子晶体，2004年由英国曼彻斯特大学的AndreGeim和Konstantin Novoselov发现并证明稳定存在。石墨烯是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本单元，具有优异的力学、电学和热学等性能，比表面积大，而且原料易得、制备工艺与可加工性也在不断得到改善。石墨烯作为一种新型优质填料广泛应用于聚合物基碳纳米复合材料的制备。由于石墨烯高的比表面积和径厚比，以其作为导电填料可大大减少填充量，从而显著降低体系的渗流阈值，使复合材料具有明显的压阻效应和轻质的特性。目前，制备石墨烯/聚合物纳米复合材料的方法主要有:溶液共混法、机械共混法和原位聚合法。但是上述方法均存在一定的局限性，如机械共混法制备的纳米复合材料中，石墨烯分散不好，团聚明显；原位聚合法比较复杂，而且石墨烯的存在会改变聚合动力学，聚合物的分子量也会降低；溶液共混法分散效果较好，但需要大量的溶剂，并且往往通过挥发溶剂的方式将溶剂除掉，所以成本高且对环境污染大。因此，解决石墨烯在聚合物基体中的分散是制备石墨烯/聚合物纳米复合材料的一个难题。将导电填料分散在绝缘硅橡胶中制备导电硅橡胶基料，进而采用硫化方式获得硅橡胶基导电复合材料，是复合型导电高分子材料领域日趋活跃的一个分支。与一般导电材料相比，导电硅橡胶的优势在于硬度低，耐高低温(-70至200°C )、耐老化、加工性能好，特别适合于制造形状复杂、结构细小的导电制品，在发光装置，电池，电磁屏蔽，静电耗散，负载或变形传感器等方面有广泛的应用。
技术实现思路
本技术的目的在于从改善石墨烯在硅橡胶基体中的分散效果入手，提供一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，以便更好地实现石墨烯在硅橡胶中的均匀分散；通过旋转蒸发的方式实现石墨烯填充的导电硅橡胶基料与溶剂的快速分离，提高工作效率；且旋转蒸发去除溶剂的同时进行超声分散，可有效地避免石墨烯在去除溶剂的过程中发生团聚，进一步保证了石墨烯在导电硅橡胶基料中的分散效果；可实现溶剂的回收再用，降低成本的同时避免了传统溶液混合法中挥发溶剂对环境的污染。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下。一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，包括底座，底座上设置有铁杆，铁杆上分别活动连接有底部支架、中部支架和上部支架，其中，底部支架上放置有冷凝样品收集瓶，冷凝样品收集瓶顶部连接有冷凝管，冷凝管用中部支架固定在铁杆上；冷凝管顶部设置有接口，接口内连接有气管，气管另一端与设置在底座一侧的减压装置相连接；冷凝管下部设置有密封装置和蒸发管，密封装置中部设置有电动马达，电动马达上设置有信号线与设置在上部支架上的旋转控制装置相连接；蒸发管底部设置有缓冲瓶，所述缓冲瓶底部设置连接有蒸发烧瓶，蒸发烧瓶放置在设置在一侧的超声波清洗器中。进一步地，减压装置上设置有真空度表和减压装置开关。进一步地，旋转控制装置上设置有旋转控制开关、转速调节旋钮和数字转速显示器。进一步地，超声波清洗器上设置有超声波清洗器开关、超声时间调节旋钮和超声波清洗器加热温度调节旋钮，分别用以控制超声波的开启、超声波处理时间以及超声波的加热温度。进一步地，冷凝管下部的一侧连接有排气管，排气管上设置有排气阀。本技术用于制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料过程为:(I)前处理:将甲基乙烯基硅橡胶溶于四氢呋喃制备硅橡胶溶液A。(2)在蒸发烧瓶中加入石墨烯和适量四氢呋喃，开启超声波清洗器开关，超声分散，获得石墨烯分散液B。(3)将硅橡胶溶液A倒入蒸发烧瓶中，与石墨烯分散液混合，混合液超声分散。(4)向冷凝管中通冷凝水，依次开启减压装置、电动马达，将超声波清洗器加热温度调节旋钮调至一定温度，在超声分散的同时旋转蒸发除掉混合液中的四氢呋喃，待蒸发烧瓶中的混合胶料在旋转时流动性近乎消失时，关闭超声波清洗器。待体系再无四氢呋喃蒸出，停止加热，关闭电机马达，开启排气阀，关闭减压装置，将混合胶料从蒸发烧瓶中取出。(5)后处理:将所得混合胶料真空干燥，即可得到石墨烯填充的导电硅橡胶基料。将该基料进一步高温硫化处理，即可获得石墨烯填充的导电硅橡胶。该技术的有益效果在于:本技术的制备装置，具有如下优点:(I)能够实现石墨烯在硅橡胶中的均匀分散；(2)通过旋转蒸发的方式实现石墨烯填充的导电硅橡胶基料与溶剂的快速分离，提高了工作效率；且旋转蒸发去除溶剂的同时进行超声分散，可有效地避免石墨烯在去除溶剂的过程中发生团聚，进一步保证了石墨烯在导电硅橡胶基料中的分散效果。(3)可实现溶剂的回收再用，降低成本的同时避免了传统溶液混合法中挥发溶剂对环境的污染。【专利附图】【附图说明】图1为该技术实施例的结构示意图。图中标记说明，1、底座；2、冷凝样品收集瓶；3、冷凝管；4、排气阀；5、接口 ；6、气管；7、减压装置；8、真空度表；9、减压装置开关；10、蒸发烧瓶；11、缓冲瓶；12、蒸发管；13、密封装置；14、电机马达；15、旋转控制装置；16、旋转控制开关；17、转速调节旋钮；18、数字转速显示器；19、超声波清洗器；20、超声波清洗器开关；21、超声时间调节旋钮；22、超声波清洗器加热温度调节旋钮；23、铁杆；24、上部支架；25、中部支架；26、底部支架。【具体实施方式】下面结合附图进一步阐述该技术的【具体实施方式】。如图1所示的利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，包括底座1，底座I上设置有铁杆23，铁杆23上分别活动连接有底部支架26、中部支架25和上部支架24，其中，底部支架26上放置有冷凝样品收集瓶2，冷凝样品收集瓶2顶部连接有冷凝管3，冷凝管3用中部支架25固定在铁杆23上；冷凝管3顶部设置有接口 5，接口 5内连接有气管6，气管6另一端与设置在底座I 一侧的减压装置7相连接；冷凝管3下部设置有密封装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超声辅助溶液混合法制备石墨烯填充的导电硅橡胶基料的装置，包括底座，底座上设置有铁杆，铁杆上分别活动连接有底部支架、中部支架和上部支架，其特征在于：所述底部支架上放置有冷凝样品收集瓶，所述冷凝样品收集瓶顶部连接有冷凝管，所述冷凝管用中部支架固定在铁杆上；所述冷凝管顶部设置有接口，所述接口内连接有气管，所述气管另一端与设置在底座一侧的减压装置相连接；所述冷凝管下部设置有密封装置和蒸发管，所述密封装置中部设置有电动马达，所述电动马达上设置有信号线与设置在上部支架上的旋转控制装置相连接；所述蒸发管底部设置有缓冲瓶，所述缓冲瓶底部设置连接有蒸发烧瓶，所述蒸发烧瓶放置在设置在一侧的超声波清洗器中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董建，安瑞冰，朱德振，刘金宇，
申请(专利权)人：泰山医学院，
类型：实用新型
国别省市：