[发明专利]一种石墨烯水性浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯水性浆料及其制备方法。所述石墨烯水性浆料包括水性分散液及分散在所述水性分散液中的石墨烯材料，水性分散液中含有表面活性剂，所述石墨烯的质量百分含量为0.2‑12％。所述石墨烯水性浆料的制备方法包括以下步骤：以氧化石墨固体或可膨胀石墨固体为原料，进行膨胀处理，制备膨胀石墨；将膨胀石墨浸泡于水性剥离液中浸润处理，获得含膨胀石墨的混合物；将含膨胀石墨的混合物进行高速剪切或超声波处理，除去水性剥离液，得到石墨烯湿料；将石墨烯湿料置于水性分散液中，进行高速剪切处理，得到石墨烯水性浆料。本发明方法制备的石墨烯水性浆料，可应用于导电导热涂料、防腐涂料、电池/超级电容器等领域。

技术领域

本发明特别涉及一种石墨烯水性浆料及其制备方法，属于石墨烯材料领域。

背景技术

石墨烯作是一种新型的碳纳米材料，其作为目前世界上最薄(单原子厚度)的纳米材料，蕴含了丰富而奇特的物化性能，如巨大的比表面积(2,630m²·g^-1)，较高的杨氏模量(-1.0TPa)，较高的内在电子迁移率(200,000cm²·v^-1·s^-1)、导热性(5,000W·m^-1·K^-1)、导电性及透明度(97.7％)。石墨烯的上述优势，使得其广泛应用于多个领域，如透明导电薄膜、传感器、聚合物复合材料、储能材料、生物医药、导热涂料、防腐涂料等。

目前，石墨烯的制备方法主要有氧化还原法、液相剥离法、机械剥离法、气相合成法。其中，机械剥离法和气相合成法可以制备无缺陷石墨烯片，但产率极低。氧化还原法和液相剥离法是目前工业生产石墨烯粉体的主要方法。然而由于石墨烯粉体具有极大的比表面积，采用普通的烘干方法易结块，造成严重的片层堆叠及团聚，导致后期应用过程中，石墨烯难以分散；冷冻干燥工艺耗能大、效率低。此外，由于蓬松的石墨烯粉末密度极低，易飞扬，在包装运输和使用过程中造成不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种石墨烯水性浆料及其制备方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种石墨烯水性浆料，所述石墨烯水性浆料包括水性分散液及分散在所述水性分散液中的石墨烯材料，其中，所述水性分散液中含有表面活性剂；

其中，以所述石墨烯水性浆料的总质量为100％计，所述石墨烯的质量百分含量为0.2-12％。

优选的，所述水性分散液的表面张力为40-50mN/m。

本发明实施例还提供了所述石墨烯水性浆料的制备方法，其包括：

以氧化石墨固体或可膨胀石墨固体为原料，进行膨胀处理，制备膨胀石墨；将所述膨胀石墨浸泡于水性剥离液中浸润处理，获得含膨胀石墨的混合物；将所述含膨胀石墨的混合物进行高速剪切或超声波处理，除去所述水性剥离液，得到石墨烯湿料；将所述石墨烯湿料置于水性分散液中，进行高速剪切处理，得到石墨烯水性浆料。

优选的，所述水性剥离液和/或所述水性分散液中含有表面活性剂。

优选的，所述水性剥离液和/或所述水性分散液的表面张力为40-50mN/m。

优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸钠、胆酸钠、硬脂酸、磷酸三丁酸、硅烷偶联剂、四丁基溴化铵、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、聚氧乙烯月桂醚、吐温80、曲拉通X100、氧化二丁基锡、Disperbyk-163、赖氨酸、聚间亚苯亚乙烯衍生物、DsPE、聚乙烯醇中的至少一种。