CN108584941A - 一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，包括以下步骤：S1：备料：制备焙烧品粉料、沥青焦、煅后焦、改质沥青和石墨烯粉料；S2：预混料：将S1中所述的焙烧品粉料和沥青焦、煅后焦按百分比下到混捏锅中进行干混，得到干混料，将S1中所述石墨烯粉料加入到改质沥青中进行混合，得到融合混料；S3：原料混合：将S2中所述的融合混料加入到干混料中进行混合，得到混合料；S4：混捏：将S3中所述的混合料进行混捏，得到糊料。本发明利用沥青焦、煅后焦、改质沥青、石墨烯混捏在一起进行成型处理,并通过合理的设计和调配制造出符合要求的特碳材料，操作简单、大大改善了环境、降低了成本、经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯特碳石墨碳材料的制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法。
背景技术
石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
随着科技的不断发展，特碳行业也在不断的进步，同时对特种石墨质量也越来越高，这么能生产出既符合现在市场高标准的特种石墨就成为了难题，现有技术是将煅后焦和中温沥青以一定的比例混捏、成型、一次焙烧、浸渍、二次焙烧、石墨化，但存在工序繁琐，成本高，人工费用大的问题。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法。
本发明提出的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：备料：制备焙烧品粉料、沥青焦、煅后焦、改质沥青和石墨烯粉料；
S2：预混料：将S1中所述的焙烧品粉料和沥青焦、煅后焦按百分比下到混捏锅中进行干混，得到干混料，将S1中所述石墨烯粉料加入到改质沥青中进行混合，得到融合混料；
S3：原料混合：将S2中所述的融合混料加入到干混料中进行混合，得到混合料；
S4：混捏：将S3中所述的混合料进行混捏，得到糊料；
S5：压制：将S4中所述的糊料压制成型，得到成型的碳条；
S6：焙烧：将S5中所述的成型碳条进行焙烧；
S7：检测：对S6中所述的焙烧后的碳条进行检测；
S8：石墨化处理：对S6中所述的检测后的碳条进行石墨化处理。
优选地，所述S1中，利用筛分机对焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦进行筛选，去除杂质并晾干。
优选地，所述S2中，焙烧品粉料含量60%，沥青焦含量15%，煅后焦10%，改质沥青含量25%，安装上述比例将焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏锅的温度控制在180-220℃。
优选地，所述S2中，将改质沥青溶化，然后将石墨烯粉料加入到改质沥青中，并利用搅拌器进行搅拌，使石墨烯粉料和沥青充分融合到一起，融合时间为1-2h，并将沥青温度控制在180-200℃。
优选地，所述S3中，将融合混料加入到混捏锅中，然后利用搅拌器进行搅拌，搅拌时长20-40min，搅拌器转速控制在1500-2000r/min。
优选地，所述S4中，将混合料在混捏锅中进行混捏，混捏时间1-3h，混捏时混捏锅温度控制在120-200℃。
优选地，所述S5中，将混捏后的混合料置于等静压机内进行压制，等静压机的压力控制在16MPA-20MPA。
优选地，所述S6中，将成型的碳条置于焙烧炉内进行焙烧，焙烧炉的焙烧温度控制在1200℃，焙烧时间为400-450h，焙烧完成后，将碳条冷却至120℃以下再出料。
优选地，所述S7中，检测碳条是否满足体积密度为1.75g/cm³、电阻率为28µΩm、抗压强度为85mpa、抗折强度为40mpa的标准，不满足标准的定义为残次品，满足标准的进行下一步工艺。
优选地，所述S8中，石墨化温度控制在2800℃左右，碳条在2800℃通电烧48h后立刻将盖顶料去掉20CM，待降温出炉后的特碳产品理化指标为体密为1.75g/cm³、电阻率为6µΩm、抗压强度为53mpa，抗折强度为38mpa。
本发明的有益效果：通过备料、预混料、原料混合、混捏和压制使碳条成型，通过焙烧烘干碳条，并提高碳条的性能，通过检测去除残次品，本发明利用沥青焦、煅后焦、改质沥青、石墨烯混捏在一起进行成型处理,并通过合理的设计和调配制造出符合要求的特碳材料，操作简单、大大改善了环境、降低了成本、经济效益显著。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
本实施例中提出了一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：备料：制备焙烧品粉料、沥青焦、煅后焦、改质沥青和石墨烯粉料；
S2：预混料：将S1中的焙烧品粉料和沥青焦、煅后焦按百分比下到混捏锅中进行干混，得到干混料，将S1中石墨烯粉料加入到改质沥青中进行混合，得到融合混料；
S3：原料混合：将S2中的融合混料加入到干混料中进行混合，得到混合料；
S4：混捏：将S3中的混合料进行混捏，得到糊料；
S5：压制：将S4中的糊料压制成型，得到成型的碳条；
S6：焙烧：将S5中的成型碳条进行焙烧；
S7：检测：对S6中的焙烧后的碳条进行检测；
S8：石墨化处理：对S6中的检测后的碳条进行石墨化处理。
本实施例中，S1中，利用筛分机对焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦进行筛选，去除杂质并晾干，S2中，焙烧品粉料含量60%，沥青焦含量15%，煅后焦10%，改质沥青含量25%，安装上述比例将焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏锅的温度控制在180-220℃，S2中，将改质沥青溶化，然后将石墨烯粉料加入到改质沥青中，并利用搅拌器进行搅拌，使石墨烯粉料和沥青充分融合到一起，融合时间为1-2h，并将沥青温度控制在180-200℃，S3中，将融合混料加入到混捏锅中，然后利用搅拌器进行搅拌，搅拌时长20-40min，搅拌器转速控制在1500-2000r/min，S4中，将混合料在混捏锅中进行混捏，混捏时间1-3h，混捏时混捏锅温度控制在120-200℃，S5中，将混捏后的混合料置于等静压机内进行压制，等静压机的压力控制在16MPA-20MPA，S6中，将成型的碳条置于焙烧炉内进行焙烧，焙烧炉的焙烧温度控制在1200℃，焙烧时间为400-450h，焙烧完成后，将碳条冷却至120℃以下再出料，S7中，检测碳条是否满足体积密度为1.75g/cm³、电阻率为28µΩm、抗压强度为85mpa、抗折强度为40mpa的标准，不满足标准的定义为残次品，满足标准的进行下一步工艺，S8中，石墨化温度控制在2800℃左右，碳条在2800℃通电烧48h后立刻将盖顶料去掉20CM，待降温出炉后的特碳产品理化指标为体密为1.75g/cm³、电阻率为6µΩm、抗压强度为53mpa，抗折强度为38mpa，通过备料、预混料、原料混合、混捏和压制使碳条成型，通过焙烧烘干碳条，并提高碳条的性能，通过检测去除残次品，本发明利用沥青焦、煅后焦、改质沥青、石墨烯混捏在一起进行成型处理,并通过合理的设计和调配制造出符合要求的特碳材料，操作简单、大大改善了环境、降低了成本、经济效益显著。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：备料：制备焙烧品粉料、沥青焦、煅后焦、改质沥青和石墨烯粉料；
S2：预混料：将S1中所述的焙烧品粉料和沥青焦、煅后焦按百分比下到混捏锅中进行干混，得到干混料，将S1中所述石墨烯粉料加入到改质沥青中进行混合，得到融合混料；
S3：原料混合：将S2中所述的融合混料加入到干混料中进行混合，得到混合料；
S4：混捏：将S3中所述的混合料进行混捏，得到糊料；
S5：压制：将S4中所述的糊料压制成型，得到成型的碳条；
S6：焙烧：将S5中所述的成型碳条进行焙烧；
S7：检测：对S6中所述的焙烧后的碳条进行检测；
S8：石墨化处理：对S6中所述的检测后的碳条进行石墨化处理。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，利用筛分机对焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦进行筛选，去除杂质并晾干。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，焙烧品粉料含量60%，沥青焦含量15%，煅后焦10%，改质沥青含量25%，安装上述比例将焙烧品粉料、沥青焦和煅后焦下到混捏锅中进行干混，干混时间2-3h，混捏锅的温度控制在180-220℃。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，将改质沥青溶化，然后将石墨烯粉料加入到改质沥青中，并利用搅拌器进行搅拌，使石墨烯粉料和沥青充分融合到一起，融合时间为1-2h，并将沥青温度控制在180-200℃。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，将融合混料加入到混捏锅中，然后利用搅拌器进行搅拌，搅拌时长20-40min，搅拌器转速控制在1500-2000r/min。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，将混合料在混捏锅中进行混捏，混捏时间1-3h，混捏时混捏锅温度控制在120-200℃。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S5中，将混捏后的混合料置于等静压机内进行压制，等静压机的压力控制在16MPA-20MPA。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S6中，将成型的碳条置于焙烧炉内进行焙烧，焙烧炉的焙烧温度控制在1200℃，焙烧时间为400-450h，焙烧完成后，将碳条冷却至120℃以下再出料。
9.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S7中，检测碳条是否满足体积密度为1.75g/cm³、电阻率为28µΩm、抗压强度为85mpa、抗折强度为40mpa的标准，不满足标准的定义为残次品，满足标准的进行下一步工艺。
10.根据权利要求1所述的一种石墨烯特碳石墨碳材料的制备方法，其特征在于，所述S8中，石墨化温度控制在2800℃左右，碳条在2800℃通电烧48h后立刻将盖顶料去掉20CM，待降温出炉后的特碳产品理化指标为体密为1.75g/cm³、电阻率为6µΩm、抗压强度为53mpa，抗折强度为38mpa。
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