[发明专利]一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法

说明书

本发明公开了利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法，其采用氧化石墨烯粉、纳米碳粉、特种石墨粉、鳞片石墨；粘结剂：中温煤沥青；插层试剂：高氯酸、高锰酸钾、去离子水通过碾磨、混捏、插层、等静压成型、炭化、提纯、石墨膨胀、脉冲分级得到的产品。本发明可提高成品的耐压性、柔韧性、可塑性和自润滑性、比表性、吸附性、抗高低温、抗腐蚀、抗辐射特性、抗震特性、电导率、抗老化、抗扭曲的特性。

技术领域

本发明涉及石墨材料，特别是涉及一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法。

背景技术

可膨胀石墨一般是选用优质天然鳞片石墨，经酸性氧化剂（硫酸、硝酸与双氧水，高锰酸钾等）处理后的层间化合物，亦称酸化石墨。膨胀石墨具有耐高温、耐高压、密封性好和耐多种介质腐蚀等众多优点，是目前新型的高级密封材料;还可用于生产石墨纸，加工各种石墨衬垫密封材料，又称柔性石墨。

从现有的文献中可以查知，膨胀石墨是一种性能优良的吸附剂，尤其是它具有疏松多孔结构，对有机化合物具有强大的吸附能力，1 g膨胀石墨可吸附80 g石油，于是膨胀石墨就被设计成各种工业油脂和工业油料的吸附剂。

由于膨胀石墨结构松散，多孔而呈蠕虫状，因而具有优异的液相吸附性能，良好的可塑性，较好的柔韧性、延展性以及密封性，因此被广泛应用于高能电池、环保、机械、化工、航空航天、原子能等领域。

目前膨胀石墨已经获得了广泛的应用，但是各个厂家的生产工艺基本上是保密或者受到专利保护，从而使得申请人无法进行生产、研究。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法，其成品比表面积、表面能高、吸附性能强。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法，包括如下步骤，

所述膨胀石墨材料的粒度D50≤50nm，比表面积≥500m2/g，膨胀倍数≥200倍，电阻率≤5μΩm。

S1、原料，氧化石墨烯粉、纳米碳粉、特种石墨粉、鳞片石墨；粘结剂：中温煤沥青；插层试剂：高氯酸、高锰酸钾、去离子水；

所述氧化石墨烯的纯度为：99%；粒度D50≤80nm；

所述纳米碳粉的纯度为：99%，粒度D50≤100nm；

所述特种石墨粉的纯度为：95%，粒度D50≤150nm，体积密度为1.80g/cm3，电阻率≤8μΩm，抗折强度≥30Mpa，抗压强度≥50Mpa；

所述鳞片石墨的纯度≥85%，粒度D50≤200nm；

所述粘结剂中温煤沥青的软化点为83-88℃，结焦值为≥48%,喹啉不溶物≤0.30%；

高氯酸和混捏料的比为1-10:1（L:kg）；高锰酸钾和混捏料的比为1-10:1（L:kg）；

粉料由以下组分及其重量份数比构成：氧化石墨烯粉25:纳米碳粉20:特种石墨粉15:石墨鳞片30；

按重量百分含量计，所述氧化石墨烯的粒径范围与重量含量为：

80<粒径≤50nm 15-20wt%；

50<粒径≤30nm 20-25wt%；

30<粒径≤10nm 15-20wt%；

10<粒径≤5nm 40-50wt%

所述氧化石墨烯的粒径范围与重量含量优选为：

80<粒径≤50nm 20wt%；