CN105502375A - 一种石墨烯浆料制备设备及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨烯浆料制备设备，包括炉体，所述炉体的一侧上设有炉门，所述炉体的另一侧设有排烟机构，所述排烟机构下方设有热电偶，所述炉体内设有重锤，所述重锤通过摇杆与炉门连；采用该设备的制备工艺包括：原材料处理、高温加工、材料配比、材料研磨、超声处理几个步骤。该石墨烯浆料制备设备的排烟机构设计巧妙，通过烟气过滤装置对排放的烟气进行有效的过滤，减少了对环境的污染，该石墨烯浆料的制备工艺，对原材料进行合理地处理和配比，通过研磨和超声波处理相结合，使得得到的石墨烯浆料品质更好。

Description

一种石墨烯浆料制备设备及其制作工艺

技术领域

本发明涉及一种石墨烯浆料制备设备及其制作工艺。

背景技术

石墨烯是近年来国际上的研究热点，它性质独特，应用广泛，受到了各国科技界和产业界的极大关注。

石墨烯浆料分为石墨烯导电浆料、石墨烯散热涂料、石墨烯电热涂料等，这些产品有高导电性、高导热性和低成本等优势，可广泛应用到超容、锂电和光电器等产品中，然而现有技术的石墨烯无论是在制备设备和制作工艺上都存在缺陷，制备设备中的马弗炉由于结构简单，对于制备过程中的废气排放不能进行有效地控制和处理，很容易造成环境的污染，而制备工艺中，由于制备条件和制备环境要求不理想，使得制备出来的浆料品质不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种石墨烯浆料制备设备及其制作工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯浆料制备设备，包括炉体，所述炉体的一侧上设有炉门，所述炉体的另一侧设有排烟机构，所述排烟机构下方设有热电偶，所述炉体内设有重锤，所述重锤通过摇杆与炉门连接；

所述排烟机构包括排烟管和顶罩，所述顶罩为圆锥形，所述顶罩设置在排烟管顶端，所述排烟管内设有烟气过滤装置，所述烟气过滤装置位于排烟管的顶端端口处；

所述烟气过滤装置包括过滤罩和设置在过滤罩内的滤网，所述过滤罩的制作材料为聚四氟乙烯，所述滤网有四层，四层滤网由上至下依次水平设置。

作为优选，为了提升过滤效果，所述四层滤网的滤孔由上至下依次增大。

作为优选，为了有效控制烟气排放方向，减少无规则扩散，所述排烟管的顶端位于顶罩内。

一种采用上述石墨烯浆料制备设备的制作工艺，包括以下步骤：

1)原材料处理：将膨胀石墨作为原材料，对其进行净化处理；

2)高温加工：将膨胀石墨加热到800℃，制成石墨蠕虫；

3)材料配比：在1份石墨蠕虫中加入5％比重的纯水或NMP，再加入1％的SDBS，再加入0.2％的消泡剂，得到目标材料；

4)材料研磨：利用胶体磨将目标材料进行研磨，研磨时间为10分钟；

5)均质机均质。

6)超声处理：在研磨好的材料中加入10％的酒精，用超声波发生器对材料进行超声处理后得到石墨烯浆料。

作为优选，为了提升高温加工效果，所述步骤2)中，加热的时间为20分钟。

作为优选，为了提升研磨效果，所述步骤4)中，胶体磨的转速为3000转/分钟。

本发明的有益效果是，该石墨烯浆料制备设备的排烟机构设计巧妙，通过烟气过滤装置对排放的烟气进行有效的过滤，减少了对环境的污染，该石墨烯浆料的制备工艺，对原材料进行合理地处理和配比，通过研磨和超声波处理相结合，使得得到的石墨烯浆料品质更好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的石墨烯浆料制备设备的结构示意图；

图2是本发明的石墨烯浆料制备设备的排烟机构的结构示意图；

图3是本发明的石墨烯浆料制备设备的烟气过滤装置的结构示意图；

图中：1.炉体，2.炉门，3.排烟机构，4.热电偶，5.重锤，6.摇杆，31.排烟管，32.顶罩，33.烟气过滤装置，33-1.滤网，33-2.过滤罩。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图3所示，一种石墨烯浆料制备设备，包括炉体1，所述炉体1的一侧上设有炉门2，所述炉体1的另一侧设有排烟机构3，所述排烟机构3下方设有热电偶4，所述炉体1内设有重锤5，所述重锤5通过摇杆6与炉门2连接；

所述排烟机构3包括排烟管31和顶罩32，所述顶罩32为圆锥形，所述顶罩32设置在排烟管31顶端，所述排烟管31内设有烟气过滤装置33，所述烟气过滤装置33位于排烟管31的顶端端口处；

所述烟气过滤装置33包括过滤罩33-2和设置在过滤罩33-2内的滤网33-1，所述过滤罩33-2的制作材料为聚四氟乙烯，所述滤网33-1有四层，四层滤网33-1由上至下依次水平设置。

作为优选，为了提升过滤效果，所述四层滤网33-1的滤孔由上至下依次增大。

作为优选，为了有效控制烟气排放方向，减少无规则扩散，所述排烟管31的顶端位于顶罩32内。

一种采用上述石墨烯浆料制备设备的制作工艺，包括以下步骤：

1)原材料处理：将膨胀石墨作为原材料，对其进行净化处理；

2)高温加工：将膨胀石墨加热到800℃，制成石墨蠕虫；

3)材料配比：在1份石墨蠕虫中加入5％比重的纯水或NMP，再加入1％的SDBS，再加入0.2％的消泡刘，得到目标材料。

4)材料研磨：利用胶体磨将目标材料进行研磨，研磨时间为10分钟；

5)均质机均质。

6)超声处理：在研磨好的材料中加入10％的酒精，用超声波发生器对材料进行超声处理后得到石墨烯浆料。

作为优选，为了提升高温加工效果，所述步骤2)中，加热的时间为20分钟。

作为优选，为了提升研磨效果，所述步骤4)中，胶体磨的转速为3000转/分钟。

聚四氟乙烯具有一系列优良的使用性能：耐高温：长期使用温度200～260度，耐低温：在-100度时仍柔软；耐腐蚀：能耐王水和一切有机溶剂；耐气候：塑料中最佳的老化寿命；高润滑：具有塑料中最小的摩擦系数(0.04)；不粘性：具有固体材料中最小的表面张力而不粘附任何物质；无毒害：具有生理惰性；优异的电气性能，是理想的C级绝缘材料，报纸厚的一层就能阻挡1500V的高压；比冰还要光滑。聚四氟乙烯材料，广泛应用在国防军工、原子能、石油、无线电、电力机械、化学工业等重要部门。

这里采用聚四氟乙烯的滤网33-1，不仅能够保证滤网33-1自身的洁净，还能长期使用，保证足够的使用寿命，减少更换的次数，在提升过滤效果的同时，降低使用成本。

采用四层滤网33-1堆叠设计，并且采用滤孔大小不一的滤网33-1，能够实现有层次地过滤，提升过滤效果。

SDBS为十二烷基苯磺酸钠，是一种表面活性剂，由直链烷基苯(LAB)用三氧化硫或发烟硫酸磺化生成烷基磺酸，再中和制成。

烷基苯磺酸钠是黄色油状体，经纯化可以形成六角形或斜方形强片状结晶.具有微毒性，已被国际安全组织认定为安全化工原料，可在水果和餐具清洗中应用。烷基苯磺酸钠在洗涤剂中使用的量最大，由于采用了大规模自动化生产，价格低廉。在洗涤剂中使用的烷基苯磺酸钠有支链结构(ABS)和直链结构(LAS)两种，支链结构生物降解性小，会对环境造成污染，而直链结构易生物降解，生物降解性可大于90％，对环境污染程度小。

消泡剂，也称消沫剂，是在食品加工过程中降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂，用在本工艺中，能够使得得到的石墨烯浆料的结构状态更加理想。

该制备工艺通过将石墨蠕虫进行合理配比，然后再进行研磨均质和超声处理，不仅能够提升石墨烯浆料提炼的纯度，也提升了整体的品质。

与现有技术相比，该石墨烯浆料制备设备的排烟机构3设计巧妙，通过烟气过滤装置33对排放的烟气进行有效的过滤，减少了对环境的污染，该石墨烯浆料的制备工艺，对原材料进行合理地处理和配比，通过研磨和超声波处理相结合，使得得到的石墨烯浆料品质更好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种石墨烯浆料制备设备，其特征在于，包括炉体，所述炉体的一侧上设有炉门，所述炉体的另一侧设有排烟机构，所述排烟机构下方设有热电偶，所述炉体内设有重锤，所述重锤通过摇杆与炉门连接；

所述排烟机构包括排烟管和顶罩，所述顶罩为圆锥形，所述顶罩设置在排烟管顶端，所述排烟管内设有烟气过滤装置，所述烟气过滤装置位于排烟管的顶端端口处；

所述烟气过滤装置包括过滤罩和设置在过滤罩内的滤网，所述过滤罩的制作材料为聚四氟乙烯，所述滤网有四层，四层滤网由上至下依次水平设置。

2.如权利要求1所述的石墨烯浆料制备设备，其特征在于，所述四层滤网的滤孔由上至下依次增大。

3.如权利要求1所述的石墨烯浆料制备设备，其特征在于，所述排烟管的顶端位于顶罩内。

4.一种采用如权利要求1-3所述的石墨烯浆料制备设备的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)原材料处理：将膨胀石墨作为原材料，对其进行净化处理；

2)高温加工：将膨胀石墨加热到800℃，制成石墨蠕虫；

3)材料配比：在1份石墨蠕虫中加入5％比重的纯水或NMP，再加入1％的SDBS，再加入0.2％的消泡剂，得到目标材料；

4)材料研磨：利用胶体磨将目标材料进行研磨，研磨时间为10分钟；

5)均质机均质。

6)超声处理：在研磨好的材料中加入10％的酒精，用超声波发生器对材料进行超声处理后得到石墨烯浆料。

5.如权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤2)中，加热的时间为20分钟。

6.如权利要求4所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤4)中，胶体磨的转速为3000转/分钟。