[发明专利]石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂及其复合材料以及制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂及其复合材料以及制备方法。所述方法包括：用有机溶剂洗涤氧化石墨烯水溶液，得到石墨烯有机溶剂溶液；向石墨烯有机溶剂溶液中加入碳纳米洋葱，混合均匀，形成石墨烯/碳纳米洋葱有机溶剂溶液，干燥后获得石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂；筛取出粗磨后可通过18目筛的水泥粗粉料，加入复合助磨剂，研磨获得所述石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂基复合材料，其中，所述复合助磨剂的加入量占水泥粗粉料重量的0.1～20wt％。与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够改变水泥的粒径分布，促使研磨出更细更均匀的水泥粉料；能够有效地提升水泥复合材料的综合力学性能。

技术领域

本发明属于水泥复合材料制备技术领域，具体涉及一种能够用于水泥材料的氧化石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂及其制备方法，以及一种以该氧化石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂与水泥混合并磨制而成的复合材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是一种广泛应用的人造脆性材料。但水泥粉料作为其重要成分，在其力学性能、耐久性能等方面起到决定性作用。然而，现有技术常常存在水泥粉料粒度较粗和/或粒度分布不够均匀等不足。发明人表示制备出粒径更细、粒径分布更均匀的水泥粉料是提高水泥复合材料性能的有效方法之一。粒径更细更均匀的水泥粉料也可以更好地保障混凝土材料的工程应用可靠性和耐久性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够用于水泥研磨且提高水泥粒度的精细度和均匀性的石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，发明人经研究得出了石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂。具体来讲，氧化石墨烯(GO)由于其独特的物化性能，可以在材料研磨过程中起到很好的润滑作用，从而保证材料颗粒之间的相互流动性，而促进研磨出粒径更细、粒径分布更均匀的材料。碳纳米洋葱(CNO)是一种以C60为核心的同心多层球面套叠结构的碳分子。纳米洋葱碳较小半径的微粒具有较大的表面曲率，故一方面可以促进氧化石墨烯及其它颗粒的分散性；另一方，其自身结构决定了它具有较好的耐候性，较高的抗压特性，在水泥研磨的过程中不但可以帮助石墨烯发挥其润滑作用，还能起到一定的钉扎作用，从而促使水泥被研磨成更细更均匀的粉料。有鉴于此，发明人将二者复合利用在水泥研磨过程中，其优势可以互补，从而改善水泥的研磨效果。

本发明的一方面提供了一种石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂的制备方法，所述复合助磨剂的制备方法包括以下步骤：用有机溶剂洗涤氧化石墨烯水溶液，得到石墨烯有机溶剂溶液；向所述石墨烯有机溶剂溶液中加入碳纳米洋葱，混合均匀，形成石墨烯/碳纳米洋葱有机溶剂溶液，干燥后获得石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂。

本发明的另一方面提供了一种石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂，所述复合助磨剂通过如上所述的方法制备得到。所述助磨剂中碳纳米洋葱与氧化石墨烯的重量比可以为0.5～200：100。

本发明的另一目的在于提供一种具有良好的粒度的精细度和均匀性的石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂基复合材料及其制备方法。

本发明的另一方面提供了一种石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂基复合材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：用有机溶剂洗涤氧化石墨烯水溶液，得到石墨烯有机溶剂溶液；向所述石墨烯有机溶剂溶液中加入碳纳米洋葱，混合均匀，形成石墨烯/碳纳米洋葱有机溶剂溶液，干燥后获得石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂；筛取出粗磨后粒径可通过18目筛的水泥粗粉料，向所述水泥粗粉料中加入所述石墨烯/碳纳米洋葱复合助磨剂，研磨获得所述石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂基复合材料，其中，所述复合助磨剂的加入量占所述水泥粗粉料重量的0.1～20％。

本发明的又一方面提供了一种石墨烯/碳纳米洋葱助磨剂基复合材料，所述复合材料通过如上所述的方法制备得到。所述复合材料可以由按重量计0.1～20％的复合助磨剂以及余量的水泥粉料构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够改变水泥的粒径分布，促使研磨出更细更均匀的水泥粉料；能够有效地提升水泥复合材料的综合力学性能。