[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

摘要

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。

主权项

1.一种利用氧化石墨烯、纳米碳粉制备膨胀石墨的方法，其特征在于，包括如下步骤：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；S2、碾磨，将氧化石墨烯粉、纳米碳粉、特种石墨粉、鳞片石墨经过碾磨设备进行加工成为所需要的粒径并进行配料；其重量份数比各为：氧化石墨烯粉25:纳米碳粉20:特种石墨粉15:石墨鳞片30；S3、混捏，将经分级的配料加入混捏锅中进行搅拌，混捏分为干混和湿混；高氯酸和混捏料的比为1‑10:1；高锰酸钾和混捏料的比为1‑10:1；S4、化学插层，先将高氯酸与提纯后的混捏料按液固比进行混合搅拌均匀；再按高锰酸钾与混合料液固比，在室温下搅拌均匀后，升温至30～50℃继续搅拌反应1～3h；加入去离子水使所述反应装置内的温度升高至50～100℃，再继续搅拌反应1～5h；过滤，然后对过滤物进行洗涤、干燥，即得膨胀石墨，洗涤剂为去离子水；S5、等静压成型，在成型过程中需将经过充分混捏的原料加入到模具中进行密封，抽真空至10KPa～50KPa，再移至等静压机中压制成型，压型压力为100MPa～150MPa，先以10～12MPa/min的升压速率上升至所设定成型压力，稳压5～10min，再以8～12MPa/min的泄压速率泄压至80～90MPa，稳压5～10min；再以8～12MPa/min的泄压速率泄压至40～50MPa，稳压2～5min；最后以8～12MPa/min的泄压速率泄压至室压；S6、炭化，将等静压成型后的生坯置于坩埚中在密闭的焙烧炉中升温至1250℃进行炭化；S7、提纯，将炭化后的产品放入艾奇逊石墨化炉中，在隔绝空气的条件下，通过电流将焙烧品加热到2750‑2900℃，使二维结构炭制品转换为三维石墨网格结构，送电总时间168h；S8、石墨膨胀，进料：采用石墨膨化炉，将可膨胀石墨通过进料口投入到炉膛中，所述进料口的温度为室温；膨胀：炉膛的膨胀温度为700~1000℃；最后出料，出料口温度为50℃，然后在出料口处收集得到膨胀石墨材料，温度控制在±5℃；S9、脉冲，将最后的膨胀石墨材料经过激光脉冲加工成为所需粒径，获得膨胀石墨材料。