CN110615432A - 一种石墨烯浆料及其制备方法和一种石墨烯加气混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯在水中均匀分散，得到石墨烯均匀分散悬浊液；S2：将硅酸盐衍生物加入石墨烯均匀分散悬浊液；S3：将酸性物质加入石墨烯均匀分散悬浊液，之后搅拌。本发明公开了一种石墨烯浆料，具有易于分散的特点。本发明同时公开了一种石墨烯加气混凝土，该加气混凝土具有低干密度，高强度的同时，性能稳定。

Description

一种石墨烯浆料及其制备方法和一种石墨烯加气混凝土
技术领域
本发明属于混凝土材料技术领域，特别涉及一种石墨烯浆料及其制备方法和一种石墨烯加气混凝土。
背景技术
加气混凝土具有强度高，质量轻，保温隔热的特点，在我国运用广泛。这带来了从业人员对于更高强度，更低密度的加气混凝土的孜孜不倦的追求。传统的增加加气混凝土的强度会带来密度的增加，同时增加成本。
石墨烯作为一种万众瞩目的新材料，具有强度高，密度轻等特性，但是石墨烯的常见单质为粉状，且操作过程中容易随空气扩散，导致难以将其优良特性引入建筑材料中。目前为止常用的分散方法并不能够保证在每一次生产重石墨烯浆料都能稳定的分散在加气混凝土中，这导致了两个问题，一方面，这会导致混凝土内部的强度不同，另外一方面，这会导致每一个批次的石墨烯加气混凝土的强度不同，严重限制了石墨烯加气混凝土生产和应用。
发明内容
对此，根据现有的技术缺陷，本发明的目的之一在于提供一种石墨烯浆料的制备方法。
提供一种石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将石墨烯在水中均匀分散，得到石墨烯均匀分散悬浊液；
S2：将硅酸盐衍生物加入石墨烯均匀分散悬浊液；
S3：将酸性物质加入石墨烯均匀分散悬浊液，之后搅拌。
在其中一个实施例中，所述的硅酸盐衍生物为硅酸钠，偏硅酸钠，原硅酸钠，硅酸钾，偏硅酸钾，原硅酸钾，二氧化硅，硅酸，原硅酸或者偏硅酸中一种或者一种以上的混合物。
在其中一个实施例中，所述的酸性物质为磷酸盐，硼酸盐，醋酸盐，草酸盐，磷酸，硼酸，草酸或者醋酸中一种或者一种以上的混合物。
在其中一个实施例中，所述的均匀分散操作为超声分散或者乳化分散中的一种或者多种。
在其中一个实施例中，所述的石墨烯为石墨烯，氧化石墨烯，羧基化石墨烯，羟基化石墨烯中的一种或一种以上的混合物。
本发明的另外一个目的在于提供一种具有在加气混凝土浆料中易于分散，加入加气混凝土中可以稳定的提高强度的石墨烯浆料。
一种石墨烯浆料，由前文所述任意一种制备方法制备而成。
一种石墨烯加气混凝土，包含前文所述的任意一种石墨烯浆料。
本发明的另外一个目的在于提供一种性能稳定，强度高，干密度低的石墨烯加气混凝土。
附图说明
图1为本实施例的工艺流程图。
本发明的实施方法
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1,一种石墨烯浆料的制备方法。
S1：将石墨烯在水中均匀分散，得到石墨烯均匀分散悬浊液；
由于纯石墨烯是一种不溶于水的固体粉末，而氧化石墨烯等多种石墨烯衍生物也可能以粉末的形式存在，所以在S1步骤中的均匀分散，特别是乳化分散，可以使得石墨烯均匀分散在溶液中。同时，超声分散的使用可以统一石墨烯的片径的同时，防止石墨烯二次聚沉或者片层已经被打开的石墨烯再次互相堆积，故优选同时使用两种分散方法。
S2：将硅酸盐衍生物加入石墨烯均匀分散悬浊液；
在S2步骤中，硅酸盐衍生物为硅酸钠，偏硅酸钠，原硅酸钠，硅酸钾，偏硅酸钾，原硅酸钾，二氧化硅，硅酸，原硅酸或者偏硅酸中一种或者一种以上的混合物，引入硅酸盐衍生物的目的是制备种二氧化硅水凝胶包覆石墨烯结构的材料。
S3：将酸性物质加入石墨烯均匀分散悬浊液，之后搅拌。
在S3步骤中，所述的酸性物质为磷酸盐，硼酸盐，醋酸盐，草酸盐，磷酸，硼酸，草酸或者醋酸中一种或者一种以上的混合物。引入酸溶液的目的是由于酸和与硅酸盐材料有很好的相容性，粘结强度很高，后期水化可以起到协同增强的效果，因此磷酸盐、磷酸、硼酸等无机酸材料都可作为粘结剂纳入考虑范畴。除此之外，醋酸、草酸等反应过程中易产生气体，对加气混凝土密度会有进一步降低的效果。同时，在这里的再一次搅拌会使得石墨烯能够充分的分散在整个凝胶液相体系之中，创造了其在石墨烯加气混凝土中被均匀分散的可能性。
本发明还提供一种石墨烯浆料，由前文所述任意一种制备方法制备而成。之后，得到的石墨烯浆料就即可以作为一个额外的成分，在常规加气混凝土的制备流程中添加在加气混凝土之中。优选的，可以在初凝之前加入。优选的，加入浆料占加气混凝土总重的千分之一到千分之三。
实施例
将10g石墨烯和10g氧化石墨烯的混合物在水中乳化分散15分钟，之后超声分散30分钟，之后，加入300g的硅酸钾，之后立刻加入500g的磷酸二氢钾，并充分搅拌，记作样品A。
将10g石墨烯和10g氧化石墨烯的混合物加入500ml水，加入300g的硅酸钾，之后加入500g的磷酸二氢钾，并充分搅拌，记作样品AX。
将10g石墨烯在水中乳化分散30分钟，之后超声分散60分钟，之后加入400g的偏硅酸钠，之后立刻加入500g的硼酸钠，并充分搅拌，记作样品B。
将10g石墨烯加入500ML水，和400g的偏硅酸钠，500g的硼酸钠混合，并充分搅拌，记作样品BX。
取1L水，记作对照C。
之后，使用常见的加气混凝土生产流程，在浆料搅拌之前，额外加入样品A,样品AX，样品B,样品BX，和对照C，得到加气混凝土。重复四次，测量干密度，绝干强度：
绝干强度(MPa) 样品A 样品AX 样品B 样品BX 对照C
混凝土批次1 A3.5 A3.0 A3.0 A2.5 A2.0
混凝土批次2 A3.5 A3.0 A3.0 A2.5 A2.5
混凝土批次3 A3.5 A3.5 A3.0 A3.5 A3.0
混凝土批次4 A3.5 A2.5 A3.0 A2.5 A2.5
可以看出，本发明提供制备石墨烯浆料的方法制备出石墨烯浆料可以在提高绝干强度的同时，保持绝干强度的稳定性，利于大规模生产。

Claims (7)

1.一种石墨烯浆料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将石墨烯在水中均匀分散，得到石墨烯均匀分散悬浊液；
S2：将硅酸盐衍生物加入石墨烯均匀分散悬浊液；
S3：将酸性物质加入石墨烯均匀分散悬浊液，之后搅拌。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述的硅酸盐衍生物为硅酸钠，偏硅酸钠，原硅酸钠，硅酸钾，偏硅酸钾，原硅酸钾，二氧化硅，硅酸，原硅酸或者偏硅酸中一种或者一种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述的酸性物质为磷酸盐，硼酸盐，醋酸盐，草酸盐，磷酸，硼酸，草酸或者醋酸中一种或者一种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述的均匀分散操作为超声分散或者乳化分散中的一种或者多种。
5.根据权利要求1-4所述的任意一种石墨烯浆料的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯为石墨烯，氧化石墨烯，羧基化石墨烯，羟基化石墨烯中的一种或一种以上的混合物。
6.一种石墨烯浆料，由权利要求5中任意一种制备方法制备而成。
7.一种石墨烯加气混凝土，其特征在于，所述的石墨烯加气混凝土包含由权利要求6中任意一种方法制备而成的石墨烯浆料。
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