[发明专利]一种利用电场分散制备石墨烯增强母料的方法

摘要

本发明涉及石墨烯复合材料应用领域，具体涉及一种石墨烯增强母料，特别涉及一种利用电场分散制备墨烯增强母料的方法。该方法利用激光快速熔化金属粉表面的属性，将石墨烯粘接负载于金属粉，进一步通过在螺杆挤出中施加交变高频脉冲电场，利用交变高频脉冲电场不断使负载石墨烯的金属粉改变微运动方向、不断改变运动速度从而将石墨烯均匀分散于树脂中，得到了高分散的石墨烯增强母料。该石墨烯增强母料应用于增强树脂、橡胶等高分子材料，不但具有对高分子良好的缠绕增强性能，而且易于散热。应用于汽车、高铁等工程塑料，具有增强、抗静电功能，用于橡胶轮胎具有增强、散热、耐老化功能。

主权项

一种利用电场分散制备石墨烯增强母料的方法，其特征在于: 将石墨烯预先与金属粉末研磨，通过研磨将石墨烯预分散，并辅助激光处理使的石墨烯负载于金属粉，进一步，在交变高频脉冲电场作用下将负载有石墨烯的金属粉与基体树脂在螺杆机中熔融分散,获得高分散的石墨烯增强母料；具体制备方法如下：（1）将40‑60重量份的石墨烯、10‑15重量份的金属粉在气流磨中研磨分散，其中，气流磨内腔研磨室为陶瓷材质，在气流磨研磨过程中，石墨烯与金属粉以完全悬浮态接触，通过对悬浮的石墨烯与金属粉激光扫描，从而使金属粉表面微熔化并与石墨烯粘结负载；（2）将步骤（1）负载石墨烯的金属粉高压喷雾冷却，形成纳米级的负载有石墨烯的微细金属粉；（3）将步骤(2)得到的纳米级的负载有石墨烯的微细金属粉与1‑3重量份的分散剂、30‑40重量份的粉末树脂在100‑120℃条件下高速分散30‑45min，然后送入双阶式螺杆挤出机，其中第一阶螺杆挤出机从加料口到螺筒均设置交变高频脉冲电场，纳米级的负载有石墨烯的微细金属粉于粉末树脂在第一阶螺杆挤出机的剪切作用下形成熔体，通过辅助交变高频脉冲电场，纳米级的负载有石墨烯的微细金属粉在交变高频脉冲电场作用下在熔体中均匀分散；（4）步骤(3)分散的物料连续进入第二阶螺杆挤出机，经挤压、拉条切粒，得到石墨烯增强母料。