[发明专利]一种连续制备石墨烯浆料的装置及生产方法

说明书

本发明属于石墨烯技术领域，特别涉及一种连续制备石墨烯浆料的装置及生产方法。该装置包括管道依次连接的原料研磨罐、振动研磨罐、旋风分离器、混捏装置、高速分散装置、多级搅拌装置及储料罐；其中所述原料研磨罐内设有叶片式搅拌磨，振动研磨罐中设有冲击压辊，冲击压辊内装有磨球，所述磨球可以在所述冲击压辊内部运动；多级搅拌装置包括至少一台超声波处理器。本发明通过连续机械剥离生产设备制备石墨烯浆料，剥离效率高，剥离时间短，制备的石墨烯浆料分散均匀，可以长时间存储。通过上述方式，本发明能够实现石墨烯浆料的量产，而且制备工艺简单，生产效率高，环保无污染。

技术领域

本发明属于石墨烯技术领域，特别涉及一种连续制备石墨烯浆料的装置及生产方法。

背景技术

石墨烯是由碳原子以sp²杂化形成的蜂窝状六角平面结构的二维材料。石墨烯石墨烯具有良好的电学与光学性能、力学性能、热传导性能以及极高的电荷载流子迁移率，同时还有较强的机械强度和柔韧性，在电子学、磁学、光学、生物学等方面具有广泛的应用前景。由于在众多领域具有潜在的应用前景，因此石墨烯的基础与应用研究已成为各国科学家研究的热点。

石墨烯产品包括粉末、微片、浆料或分散液等多种形式，其中石墨烯浆料在很多领域有着广泛的应用，但目前大规模制备性能稳定的石墨烯浆料还存在一定的技术问题，还需要不断深入研究。目前制备石墨烯浆料的方法主要有两种：第一种是直接够买已经制备好的石墨烯材料，然后通过于添加填料、粘合剂、添加剂等物质机械混合均匀制备而成；第二种是采用石墨为原材料通过一步法直接制备。第二种方法较第一种方法更为简便，更适合大规模、连续性生产。目前能实现一步法制备石墨烯浆料的主要液相机械剥离法，而根据机械剥离方式不同：球磨法、搅拌磨法、超声波法等。另外，还可以通过对石墨进行预处理得提高石墨烯的机械剥离效率，如石墨烯表面改性、插层处理、膨化处理等。

中国发明专利公开号 CN104772064A公开了一种石墨烯分散液的制备方法，其通过将石墨烯与表面活性剂混合均匀，然后将初步混合均匀的石墨烯分散液采用特殊分散装置进行长时间分散，得到分散性较好的石墨烯分散液。

中国发明专利公开号 CN 105060283A公开了石墨烯浆料的制备方法和应用，利用插层剂和氧化剂混合反应得到石墨层间化合物，然后膨化处理得到石墨膨化体，与分散剂混合溶解在溶剂中，得到石墨烯浆料。

中国发明专利公开号 CN 105110318A公开了一种石墨烯水性浆料及其制备方法，将氧化石墨或可膨胀石墨进行膨胀处理，将所得膨胀石墨浸泡于水性剥离液中浸润处理，进行高速剪切或超声波处理，除去所述水性剥离液，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。

综上所述，虽然现行制备石墨烯浆料的方法较多，但都存在一些问题。目前采用机械剥离制备石墨烯浆料存在以下问题：石墨剥离效率低、剥离时间长、获得的石墨烯粒径分布不均，导致石墨烯浆料分散不均匀、不能长期储存。因此，本发明提供了一种可连续制备石墨烯浆料的装置及连续制备石墨烯浆料的生产方法，提高了石墨烯的剥离效率，缩短剥离时间，又可以解决石墨烯浆料分布不均和不能长期存储的问题。

发明内容

本发明针对目前机械剥离制备石墨烯浆料存在剥离效率低、剥离时间长、获得的石墨烯浆料分散不均匀、不能长期储存的问题，提出一种连续制备石墨烯浆料的装置及石墨烯浆料的生产方法，其目的在于涉及一种适合大规模工业化的、可连续高效生产高分散性的石墨烯浆料的装置。本发明的另一目的是提供一种连续化制备高分散性能石墨烯浆料的生产方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 ：

一种连续制备石墨烯浆料的装置，其特征在于包括由管道依次连接的原料研磨罐、振动研磨罐、旋风分离器、混捏装置、高速分散装置、多级搅拌装置及储料罐；其中所述原料研磨罐内设有叶片式搅拌磨，振动研磨罐中设有冲击压辊，冲击压辊内装有磨球，所述磨球可以在所述冲击压辊内部运动；多级搅拌装置包括至少一台超声波处理器。