[发明专利]偶联剂气相改性石墨纳米片复合粉体的制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨纳米粉体改性工艺，具体的说涉及一种硅烷类或钛酸酯类偶联剂化合物与石墨纳米片复合粉体的制备方法，其特征在于以硅烷类或钛酸酯类偶联剂化合物通过鼓泡式形成偶联剂气氛，在石墨纳米片制备过程中，高速高能量作用，促进偶联剂分子与石墨纳米片相互作用，在石墨纳米片表面附着硅烷类或钛酸酯类化合物，形成石墨纳米片的改性粉体。对照现有技术，本发明技术简单，石墨纳米片的表面附着偶联剂化合物改性的复合粉体，在用于涂料、油墨等多种不同产品时，增强了石墨纳米片粉体在其中的分散性。

技术领域

本发明涉及一种改性工艺，具体的说涉及一种利用气相化合物在石墨纳米片表面附着偶联剂复合物，获得复合粉体的偶联剂气相改性石墨纳米片复合粉体的制备方法。

背景技术

石墨纳米材料在很多领域应用时，需要进行表面改性，用以提高应用特性，来满足各类应用的需求。其中表面负载TiO₂、-COOH、-OH等化合物改性，是常用的方法。已有的碳材料，如纳米碳管、石墨、碳纤维等都有使用化合物表面改性的工艺。使用偶联剂表面改性，是碳材料增强表界面特性的常用方法。以往的钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂改性，大多是采用水相或液相溶剂的处理工艺，在碳材料表面附着大量化合物，产生很好的改性效果。

现有技术如公开号CN102642830A发明了一种硅烷偶联剂修饰石墨烯的制备方法技术，采用原料氧化石墨(烯)，硅烷偶联剂采用液相溶液互混，调节比例和试验参数，得到硅烷偶联剂改性的石墨烯。公开号为CN105903462A发明了一种合成二氧化钛石墨烯纳米复合材料的方法。涉及一种合成二氧化钛/石墨烯纳米复合材料的方法。该方法包括：(1)确定二氧化钛(TiO₂)表面电性；(2)根据TiO₂表面电性确定TiO₂或者石墨烯氧化物改性程序；(3)TiO₂、氧化物通过静电自组装形成TiO₂/石墨烯氧化物纳米复合材料；(4)将TiO₂/石墨烯氧化物溶液在搅拌、N₂曝气条件下进行紫外光照射；(5)将经过紫外光照射后的样品洗涤干净后冻干；(6)对冻干后的样品进行微波照射得到TiO₂/石墨烯纳米复合材料。该方法制备的TiO₂/石墨烯纳米复合材料使用的原料为溶液状态的氧化石墨烯。另外一方面，CN105642917A的中国专利提供了一种金属包覆碳纳米管的制备方法，其包括碳源材料与催化剂源从碳纳米管合成炉顶部、自上向下喷入充满还原性气氛的高温反应器腔内，催化剂源热解被还原性气氛还原，形成纳米金属颗粒；碳源材料热解成高活性碳原子，催化下形成碳纳米管；在上述反应过程进行的同时，将金属源溶液从碳纳米管合成炉底部、自下向上喷入上述充满还原性气氛的高温反应器腔内，金属源形成纳米金属颗粒沉积在碳纳米管表面，生成金属包覆碳纳米管。

现阶段尚未有石墨纳米微片表面使用偶联剂的气相改性制备方法。

发明内容

本发明针对现有技术中的石墨纳米级微片(或石墨烯)，钛酸酯类或硅烷类化合物改性大多采用溶剂或水相方法，操作流程多、工艺繁杂等问题，提出了一种制备简便，工艺简单、采用原料易获得等优点的偶联剂气相改性石墨纳米片复合粉体的制备方法。

本发明通过以下措施达到：

一种偶联剂气相改性石墨纳米片复合粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：通过偶联剂气化装置获取偶联剂混合气体；

步骤2：将膨胀石墨原料与步骤1所获得的偶联剂混合气体分别经流化床气流粉碎机的两个进料口送入粉碎腔，在气流粉碎膨胀石墨过程中，气态偶联剂分子官能团附着于与石墨纳米片表面，形成复合粉体。