[发明专利]一种石墨烯复合材料的连续式生产设备以及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯复合材料的连续式生产设备，包括原料制备装置和反应装置，所述原料制备装置的出料端连接至所述反应装置，其特征在于，所述连续式生产设备还包括用于对所述反应装置中得到的粗品复合材料进行萃取纯化的萃取装置，所述萃取装置的进料端与所述生产装置的出料端连接，所述萃取装置的出料端设有用于将萃取得到的聚酰胺单体萃取液输送至所述原料制备装置的输液管道；所述原料制备装置包括用于将聚酰胺单体熔融并与石墨烯混合的原料熔融釜，所述原料熔融釜设置有高剪切乳化机和超声分散器；所述原料制备装置通过输料管道与所述反应装置的进料端连接，所述输料管道设置有用于将管内物料进行超声剥离及分散的超声分散器。

2.根据权利要求1所述的连续式生产设备，其特征在于，所述原料制备装置还包括至少一个用以将辅料、聚酰胺单体和石墨烯混合的辅料贮罐，所述辅料贮罐设置有高剪切乳化机和超声分散器。

3.根据权利要求1所述的连续式生产设备，其特征在于，所述原料熔融釜的出料端和进料端之间连接有旁通管道，所述旁通管道设置有用于将管内物料进行超声剥离及分散的超声分散器。

4.根据权利要求1所述的连续式生产设备，其特征在于，所述萃取装置包括用于对石墨烯复合材料进行萃取分离的萃取器，和用于将聚酰胺单体萃取液与石墨烯混合的萃取液贮罐，所述萃取器的进料端连接至所述反应装置的出料端，所述萃取器的出料端与所述萃取液贮罐的进料端连接，所述萃取液贮罐的出料端通过所述输液管道与所述原料制备装置连接，所述萃取液贮罐设置有超声分散器。

5.一种石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将聚酰胺单体与石墨烯材料加入到原料熔融釜中进行熔融，并在高剪切乳化机和超声分散器的共同作用下进行剥离以及分散混合，得到混合料；将所述混合料输送至反应装置中进行聚合反应，得到粗品复合材料；将所述粗品复合材料输送至萃取装置中萃取分离，得到石墨烯复合材料，萃取得到的聚酰胺单体萃取液通过所述输液管道将输送回原料制备装置中重复利用；所述混合料通过输料管道输送至反应装置，在输料的过程中，使用超声分散器对输料管道中的混合料进行超声剥离及分散。

6.根据权利要求5所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述混合料由所述熔融釜的出料端进入旁通管道，由所述熔融釜的进料端回到所述熔融釜实现循环；在循环过程中，通过超声分散器对所述旁通管道内的混合料进行超声剥离及分散。

7.根据权利要求5所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，还包括：在将所述聚酰胺单体萃取液输送至所述原料制备装置之前，先将所述聚酰胺单体萃取液与石墨烯复合材料混合，并在超声分散器的作用下进行超声剥离及分散。

8.根据权利要求5～7任一项所述的石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述高剪切乳化机的搅拌转速≥500r/min，超声分散器的超声功率均为1～20kW。