CN106001549A - 羰基法镍包石墨的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：将镍原料粉制备成为Ni(CO)4液体；将Ni(CO)4液体汽化为Ni(CO)4蒸汽；将Ni(CO)4蒸汽通入包复炉中与流态化石墨粉体进行气相沉积包复；获取羰基法镍包石墨。本发明方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73‑79％、粒度分布+74ùm1.8％，‑74‑+62ùm20％，‑62‑+37ùm30％，‑37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上；本发明方法推广后可逐步替代进口，实现镍包石墨的国产化。

Description

羰基法镍包石墨的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料的制备方法，特别涉及羰基法镍包石墨的制备方法。
背景技术
镍包石墨的主要制备方法有：电沉积法、溶胶-凝胶法、湿式加氢还原法、化学镀等方法，这些方法均存在制备条件要求较高，产品纯度低，活性差，不易实现连续批量生产以及不利于环保等缺陷。而羰基法镍包石墨具有纯度高、活性大、具有很好的导电和自润滑性能等优点，可广泛应用于自润滑涂层、导电涂布、导电涂层、导电硅橡胶和电磁屏蔽材料等领域，在军事和民用都有较好的应用前景，“羰基法制备镍包石墨”在我国尚属空白，多年来一直依靠从国外进口解决，价额昂贵，而且易受国际大环境影响，在一定程度上制约了电子、通讯领域技术进步和我国民族工业的发展，为此，开展羰基法镍包石墨产品的研制和开发工作很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供羰基法镍包石墨的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镍原料粉制备成为Ni(CO)4液体；
(2)将Ni(CO)4液体汽化为Ni(CO)4蒸汽；
(3)将Ni(CO)4蒸汽通入包复炉中与流态化石墨粉体进行气相沉积包复；
(4)获取羰基法镍包石墨。
作为优选地，上述制备方法具体包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度≥90％的CO气体，在气压5～11.5MPa、温度120～150℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过高纯度N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为260-350℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨。
进一步地，上述步骤A4中的高纯度N2的纯度优选为99.9％以上。
作为优选地，上述步骤A1所述气压优选6-11MPa，所述温度优选130-140℃。进一步优选地，所述气压优选11MPa，所述温度优选140℃。
作为优选地，上述步骤A2中所述精馏塔的温度优选为44-60℃。进一步优选为46-48℃。
作为优选地，上述步骤A3中所述汽化的温度优选为65-75℃。进一步优选为68-72℃。
作为优选地，上述步骤A4中所述流态化石墨粉体优选为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73-79％、粒度分布+74ùm1.8％，-74-+62ùm20％，-62-+37ùm30％，-37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上；本发明方法推广后可逐步替代进口，实现镍包石墨的国产化。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1羰基法镍包石墨的制备方法
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度90％的CO气体，在气压11.5MPa、温度120℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物，所述精馏塔的温度为44℃；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，汽化温度为65℃，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过纯度为99.9％以上的N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为260℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨；所述流态化石墨粉体为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
为了生成能够最终销售的成品，将步骤A4中所生成的镍包石墨根据粒径不同进行分级，并且对分好等级的镍包石墨需要进行检验并包装。
本例方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73-79％、粒度分布+74ùm1.8％，-74-+62ùm20％，-62-+37ùm30％，-37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上。
实施例2羰基法镍包石墨的制备方法
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度95％的CO气体，在气压11MPa、温度140℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物，所述精馏塔的温度为48℃；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，汽化温度为75℃，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过纯度为99.9％以上的N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为303℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨；所述流态化石墨粉体为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
本例方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73-79％、粒度分布+74ùm1.8％，-74-+62ùm20％，-62-+37ùm30％，-37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上。
实施例3羰基法镍包石墨的制备方法
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度99％的CO气体，在气压5MPa、温度150℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物，所述精馏塔的温度为60℃；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，汽化温度为71℃，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过纯度为99.9％以上的N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为350℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨；所述流态化石墨粉体为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
本例方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73-79％、粒度分布+74ùm1.8％，-74-+62ùm20％，-62-+37ùm30％，-37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上。
实施例4羰基法镍包石墨的制备方法
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度99以上％的CO气体，在气压6MPa、温度146℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物，所述精馏塔的温度为44℃；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，汽化温度为72℃，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过纯度为99.9％以上的N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为316℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨；所述流态化石墨粉体为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
本例方法采用羰基法制备镍包石墨，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨其Ni含量为73-79％、粒度分布+74ùm1.8％，-74-+62ùm20％，-62-+37ùm30％，-37ùm48.2％，满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要，而且工艺流程简单，易操作，生产成本低，与传统方法相比可降低成本20％以上。
实施例5羰基法镍包石墨的制备方法
羰基法镍包石墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)将镍原料粉制备成为Ni(CO)4液体；
(2)将Ni(CO)4液体汽化为Ni(CO)4蒸汽；
(3)将Ni(CO)4蒸汽通入包复炉中与流态化石墨粉体进行气相沉积包复；
(4)获取羰基法镍包石墨。
本例方法工艺流程简单，易操作，生产成本低，采用Ni(CO)4蒸汽与流态化石墨粉体进行气相沉积包复，镍均匀沉积包复在石墨粉体表面，制备出的羰基镍包石墨满足导电涂布、涂层和电磁屏蔽等行业需要。

Claims (10)

1.羰基法镍包石墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将镍原料粉制备成为Ni(CO)4液体；
(2)将Ni(CO)4液体汽化为Ni(CO)4蒸汽；
(3)将Ni(CO)4蒸汽通入包复炉中与流态化石墨粉体进行气相沉积包复；
(4)获取羰基法镍包石墨。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
A1：高压合成，将镍原料粉装入高压合成釜，通入纯度≥90％的CO气体，在气压5～11.5MPa、温度120～150℃条件下反应制备出Ni(co)4化合物；
A2：精馏，将步骤A1所获取的含有Ni(co)4化合物的液体混合物通过精馏塔利用回流得到Fe的质量百分含量在0.02％以下、S的质量百分含量在0.001％以下的高纯度的液态Ni(co)4化合物；
A3：蒸发气化，将步骤A2制备出的Ni(co)4液体导入闭封的汽化器中加热汽化，生成Ni(co)4蒸汽；
A4：沉积包复，通过高纯度N2将汽化后的Ni(co)4蒸汽载带进入装有预热和流态化石墨粉体的包复炉中进行气相沉积包复，包覆炉温度为260-350℃,使Ni(co)4在石墨粉体表面进行分解并沉积,生成镍包石墨。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A4中的高纯度N2的纯度为99.9％以上。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A1中所述气压为6-11MPa，所述温度为130-140℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A1中所述气压为11MPa，所述温度为140℃。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤A2中所述精馏塔的温度为44-60℃。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤A2中所述精馏塔的温度为46-48℃。
8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述汽化的温度为65-75℃。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述汽化的温度为68-72℃。
10.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中所述流态化石墨粉体为粒度50-20ùm、C含量在99.7-99.9％的鳞片。
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