[发明专利]一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法及石墨烯的应用

权利要求书

1.一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将石墨原料、塑性物和溶剂按照质量比为1:5-10:2-5混合搅拌均匀，配制成粘稠膏状石墨混合物；

（2）将所述膏状石墨混合物投入拉伸机构，控制工作温度为50-80℃，设置转速为50-100r/min，物料在拉伸机构连续通过中心轴过程中，在转动过程中凸轮转子的偏心旋转运动，周期性的压缩和拉伸腔体空间，所述膏状石墨混合物不断被压缩和拉伸，在拉伸过程中石墨被剥离成石墨烯，通过收集机构收集石墨烯；

所述拉伸机构包括：

机筒，内部设置一控温装置；

加料机构，设置在所述机筒上，由至少一个喂料口组成；

拉伸流变机构，与所述加料机构相连通，包括横截面为与机筒不共轴的凸轮转子、可伸缩变形的弹簧簧片；

动力传动机构，包括一驱动电机，与所述拉伸流变机构连接导通中心轴，用于驱动所述中心轴；

收集机构，设置在所述机筒上，由至少一个出料口组成，用于收集石墨烯前驱体；所述收集机构内部设置加热机构，直接继续加热膏状物，塑形处理；

其中，将石墨原料、塑性物与溶剂混合而成的膏状石墨混合物加入所述加料机构后进入所述拉伸机构，在连续通过所述中心轴过程中，被所述凸轮转子在运转时使机筒内的腔室体积往复缩小增大，由于膏状物具有粘性，将在腔室内被凸轮和簧片的往复压缩、拉伸，使石墨在拉伸过程中被剥离成石墨烯，避免了挤压剪切对石墨烯造成的损伤，产生压缩力和拉伸力，使所述膏状石墨混合物不断被压缩和拉伸，在拉伸过程中石墨被剥离成石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，所述石墨原料为鳞片石墨、膨胀石墨、高取向石墨、热裂解石墨、氧化石墨中的至少一种，所述石墨原料粒径小于等于1毫米；所述塑性物为具有胶粘性的EVA热熔胶、PA热熔胶、PE热熔胶、葡萄糖、果糖、半乳糖、山梨糖、塔格糖、肌醇、甘露糖中的至少一种；所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、去离子水中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，所述拉伸机构的机筒直径为800-1100mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，在所述驱动电机驱动下，其中所述凸轮转子顺时针或者逆时针方向偏心旋转，在运转时机筒内的腔室体积周期性的缩小增大，所述膏状物在腔室内被凸轮和簧片的周期性地压缩、拉伸，使石墨在拉伸过程中被剥离成石墨烯，避免了挤压剪切对石墨烯造成的损伤，产生压缩力和拉伸力，使所述膏状石墨混合物不断被压缩和拉伸，在拉伸过程中石墨被剥离成石墨烯。

5.根据权利要求1所述的一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，所述凸轮转子沿着中心轴做偏心的旋转运动。

6.根据权利要求1所述的一种基于拉伸流变剥离石墨烯的方法，其特征在于，所述凸轮转子表面覆盖耐磨陶瓷层或耐磨塑料层。

7.一种石墨烯橡胶制品，其特征在于，包含：塑性橡胶，以及权利要求1制备的石墨烯，所述石墨烯占重量比为0.005~0.02wt%，均匀分布于所述塑性橡胶中，后固化得到石墨烯橡胶制品。