[发明专利]一种膨胀石墨/树脂复合板的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及粉料混合技术领域，尤其是涉及一种膨胀石墨/树脂复合板的制备工艺。

背景技术

膨胀石墨/树脂具有良好的导电导热性、抗腐蚀性，同时可模压流道，便于大批量快速生产。但是由于膨胀石墨和树脂两相的物理化学性质的差异，比如膨胀石墨堆积密度0.5g/100mL，不足树脂的0.5％，两种物化性质差异极大的物质的混合效果，必然成为了影响复合材料的最终性能的重要因素。

传统的粉料混合技术一般使用搅拌桨、搅拌棒、螺旋搅拌叶等核心设备进行机械搅拌，在面对比重差异较大的两种或多种物质时，混合效果总是很差。在开发出三维运动混合机、V型混合机后，三维运动混合机的混合筒多方向运动，物料无离心力作用，无比重偏析及分层、积聚现象，V型混合机的两个圆桶相对于轴是非对称的，物料在两个桶里反复进行剪切和扩散运动，都较好的克服了比重差异的影响。但是混合的均匀度显然不够理想，这时，对这两种材料进行前处理，使其具备相互吸引力就变得更重要了。近年来静电应用有较大的进展，静电喷涂设备利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面；静电除尘设备使含尘气体经过高压静电场时被电离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。利用相反电荷相互吸引的作用，增强粉料的迁移能力，实现了静电的成功应用。然而，在粉料混合领域并未有任何相关文献报道使用静电来增强混合效果。

中国专利CN103804553A公开了一种石墨烯/聚氯乙烯复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)通过静电吸附将偶氮引发剂锚固在石墨烯表面；(2)配制石墨烯乳液：利用分散剂与乳化剂分子结构上的相互作用，来协同分散稳定石墨烯，同时采用高速搅拌机获得分散均匀的石墨烯乳液；(3)采用原位聚合法在石墨烯表面引发聚合生成聚氯乙烯，制备出石墨烯表面包覆聚氯乙烯复合材料；(4)石墨烯/聚氯乙烯树脂浆料后处理。该专利利用石墨烯在溶液pH值为10-11左右时石墨烯与偶氮引发剂之间的电位差将偶氮引发剂吸附在石墨烯表面，但此电位最大值为47mV，只适用于溶液中分子、离子间的吸附，对于较大颗粒，尤其是固体颗粒则无法使用。本专利根据不同物质带电性能的差异，利用静电发生装置给不同物质带上异种电荷，大大增强了彼此之间的吸附能力，进而达到更好的混合效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种克服比重差异影响，混合效果更好的膨胀石墨/树脂复合板的制备工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种膨胀石墨/树脂复合板的制备工艺，采用以下步骤：

1)将膨胀石墨加入到绝缘容器中，使用静电发生器在一定电压下放电一段时间；

2)将树脂加入到另一绝缘容器中，使用静电发生器在一定电压下放电一段时间；

3)将步骤2)的树脂加入到步骤1)的绝缘容器中；

4)利用粉末混合机将步骤3)的混合物料进行一定时间的混合；

5)使用模具将步骤4)的膨胀石墨与树脂的混合料压制成具有一定厚度和形状的预压板；

6)将步骤5)的预压板在一定压强和温度下，利用成型模具再次压制成具有特定花纹、更小厚度和更高密度的模压板，

7)将步骤6)的模压板加热至固化温度进行固化，冷却后即得到膨胀石墨/树脂复合板。

所述的膨胀石墨中含碳量大于99wt％，膨胀倍数为100～800，所述的树脂为含量10～50wt％的热固型树脂。

优选的，热固型树脂为环氧树脂、聚丙烯酸树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、苯并恶嗪树脂或氟碳树脂，树脂的粒径为50～80μm。

步骤1)中使用±12～±25kV的电压对膨胀石墨放电0.5～1min；使用的绝缘容器为聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS)等塑料桶。

步骤2)中使用与步骤1)中正负极性相反的±12～±25kV的电压对树脂放电0.5～2min。，使用的绝缘容器为玻璃杯。

步骤3)中膨胀石墨和树脂的重量比为4∶1～1∶1。

步骤4)中采用的粉末混合机为二维运动混合机、三维运动混合机、V型混合机或双锥型混合机等，粉末混合时间为10～30min。

步骤5)压制得到的预压板厚度3～10mm，密度为0.2～1.0g/cm³。