CN112644041A - 一种适合石墨烯分散的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合石墨烯分散的合成方法，包括步骤一，原料混合；步骤二，SMC材料制作；步骤三，模压成型；步骤四，合模压制；步骤五，脱模清洗；步骤六，检验存储；该一种适合石墨烯分散的合成方法，采用树脂糊、玻纤与石墨烯合成，适合石墨烯分散，再采用合模压制的方法制成适合石墨烯分散的SMC材料，适合用在汽车的挡风玻璃涂层，和金属材料相比有良好的设计适应性，具有高集约化的零件；高精度的成型公差，可省去许多机械操作；在恶劣环境中的耐腐蚀性；显著的介电强度和耐漏电痕迹性；低的热导率，微波穿透性和良好的抗凹痕性；和传统塑料相比尺寸精确，稳定性好并且在广泛的温度范围内保持良好的强度。

Description

一种适合石墨烯分散的合成方法

技术领域

本发明涉及石墨烯分散的领域，具体为一种适合石墨烯分散的合成方法。

背景技术

理想中的单层石墨烯片是由一层密集的碳六元环构成的，没有任何结构缺陷。它的厚度为0.35nm左右，是目前为止最薄的二维纳米碳材料，同时，它也是组成其他碳族材料的基本单元，能够通过翘曲得到零维的富勒烯，卷曲得到一维的碳纳米管和堆叠得到三维的石墨，石墨烯中最基本的重复周期单元是有机化学中最为稳定的苯环结构，它是当前最好的二维纳米材料，一般用于汽车的挡风玻璃涂层，但是由于石墨烯是纳米级材料，非常轻，比表面积大，在制作成汽车的挡风玻璃涂层时无法用普通的分散方式，针对这些缺陷，设计一种适合石墨烯分散的合成方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合石墨烯分散的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适合石墨烯分散的合成方法，包括步骤一，原料混合；步骤二，SMC材料制作；步骤三，模压成型；步骤四，合模压制；步骤五，脱模清洗；步骤六，检验存储；

其中在上述步骤一中，原料混合包括以下步骤：

1)人工准备玻纤、树脂与石墨烯，选取质量上乘的玻纤、树脂与石墨烯；

2)将树脂倒入软水中，加入氢氧化钠，调节pH值为9.5-10.5，加入引发剂，关闭反应釜，反应1-2h；

3)随后加入乳化剂，连续搅拌15-20min，即可得到树脂糊，将树脂糊、玻纤与石墨烯存储在阴凉处；

其中在上述步骤二中，SMC材料制作包括以下步骤：

1)树脂糊传送到刮糊槽中，刮胡槽安置在移动的承载膜的上方，刮糊槽控制树脂糊的涂覆量；

2)与此同时，玻纤与石墨烯喂入到位于已涂覆树脂糊的承载膜上方的旋转切割器中，玻纤被切割成所需长度并下落到树脂糊上；

3)玻纤与石墨烯含量由承载膜的移动速度控制，在切割区的下游，另一涂有树脂糊的承载膜，以树脂糊面向下的状态贴合到短切玻纤上，再通过捏合辊，玻纤被树脂糊浸透，树脂糊内部空气被挤出片材，即可制成SMC材料；其中在上述步骤三中，模压成型包括以下步骤：

1)SMC片材到位就绪后，铺放到切割台上并切割成预先设计好的尺寸和形状，切割台通常设置在模具附近；

2)切割好的料块码放并组合成规定的形式，每模加料方式都要称重以检查加料量是否准确，必要时要进行相应的调整，要将每模的加料方式调整、组合得尽可能准确和一致；

3)将预先组合好的片材放置到热模表面的指定位置，对大型或复杂制件，片材被分步地放入模具中，保证铺料位置的准确性；其中在上述步骤四中，合模压制包括以下步骤：

1)合模压制模具采用是一套配合的钢模，其表面有镀层或做表面经过处理以降低磨损，模具用油或者蒸汽加热到130-170℃；

2)SMC材料铺放好之后，模具闭合给SMC材料施压，借助先进的压力控制技术，实际上在模压过程中压力可以变化，以实现最佳的表面质量，SMC材料即可压制完成；其中在上述步骤五中，脱模清洗包括以下步骤：

1)合模压制模具固化后模具开启，借助内置顶出SMC材料被从下模顶起脱离模具，脱模时需小心以避免损伤制品；

2)脱模后将SMC材料用刀片即可轻松去除飞边，然后转移到支架上冷却至室温；

3)SMC材料脱模后使用软水进行淋湿清洗，然后使用吹风机吹干；

其中在上述步骤六中，人工观测SMC材料表面是否有裂痕，测量SMC材料厚度，合格后将其装箱存储。

根据上述技术方案，所述步骤二2)中玻纤随机分布，但是通常会在平行于薄膜移动方向上发生轻微取向。

根据上述技术方案，所述步骤二1)中，所述步骤三中2)中调整使用锉刀进行锉平。

根据上述技术方案，所述步骤三1)中，所述步骤四2)中典型的低轮廓SMC模压压力约50-100bar。

根据上述技术方案，所述步骤四1)中，所述步骤五3)中吹风机吹干后需要在阴凉地控干10min。

根据上述技术方案，所述步骤七2)中，所述步骤六中SMC材料外表面包裹一层泡沫塑料再装箱存储。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该一种适合石墨烯分散的合成方法，采用树脂糊、玻纤与石墨烯合成，适合石墨烯分散，再采用合模压制的方法制成适合石墨烯分散的SMC材料，适合用在汽车的挡风玻璃涂层，和金属材料相比有良好的设计适应性，具有高集约化的零件；高精度的成型公差，可省去许多机械操作，良好的表面外观；在恶劣环境中的耐腐蚀性；高的比强度；显著的介电强度和耐漏电痕迹性；低的热导率，微波穿透性和良好的抗凹痕性；低的工装成本等，和传统塑料相比尺寸精确，稳定性好并且在广泛的温度范围内保持良好的强度；在成型时从薄到厚截面的设计适应好；为满足非常特殊的要求和配方自由度高，可加快进入市场的速度；不溶不熔；阻燃和低的发烟密度；在恶劣的环境下耐溶剂性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种适合石墨烯分散的合成方法，包括步骤一，原料混合；步骤二，SMC材料制作；步骤三，模压成型；步骤四，合模压制；步骤五，脱模清洗；步骤六，检验存储；

其中在上述步骤一中，原料混合包括以下步骤：

1)人工准备玻纤、树脂与石墨烯，选取质量上乘的玻纤、树脂与石墨烯；

2)将树脂倒入软水中，加入氢氧化钠，调节pH值为9.5-10.5，加入引发剂，关闭反应釜，反应1-2h；

3)随后加入乳化剂，连续搅拌15-20min，即可得到树脂糊，将树脂糊、玻纤与石墨烯存储在阴凉处；其中在上述步骤二中，SMC材料制作包括以下步骤：

1)树脂糊传送到刮糊槽中，刮胡槽安置在移动的承载膜的上方，刮糊槽控制树脂糊的涂覆量；

2)与此同时，玻纤与石墨烯喂入到位于已涂覆树脂糊的承载膜上方的旋转切割器中，玻纤被切割成所需长度并下落到树脂糊上，玻纤随机分布，但是通常会在平行于薄膜移动方向上发生轻微取向；

3)玻纤与石墨烯含量由承载膜的移动速度控制，在切割区的下游，另一涂有树脂糊的承载膜，以树脂糊面向下的状态贴合到短切玻纤上，再通过捏合辊，玻纤被树脂糊浸透，树脂糊内部空气被挤出片材，即可制成SMC材料；其中在上述步骤三中，模压成型包括以下步骤：

1)SMC片材到位就绪后，铺放到切割台上并切割成预先设计好的尺寸和形状，切割台通常设置在模具附近；

2)切割好的料块码放并组合成规定的形式，每模加料方式都要称重以检查加料量是否准确，必要时要进行相应的调整，调整使用锉刀进行锉平，要将每模的加料方式调整、组合得尽可能准确和一致；

3)将预先组合好的片材放置到热模表面的指定位置，对大型或复杂制件，片材被分步地放入模具中，保证铺料位置的准确性；其中在上述步骤四中，合模压制包括以下步骤：

1)合模压制模具采用是一套配合的钢模，其表面有镀层或做表面经过处理以降低磨损，模具用油或者蒸汽加热到130-170℃；

2)SMC材料铺放好之后，模具闭合给SMC材料施压，典型的低轮廓SMC模压压力约50-100bar，借助先进的压力控制技术，实际上在模压过程中压力可以变化，以实现最佳的表面质量，SMC材料即可压制完成；

其中在上述步骤五中，脱模清洗包括以下步骤：

1)合模压制模具固化后模具开启，借助内置顶出SMC材料被从下模顶起脱离模具，脱模时需小心以避免损伤制品；

2)脱模后将SMC材料用刀片即可轻松去除飞边，然后转移到支架上冷却至室温；

3)SMC材料脱模后使用软水进行淋湿清洗，然后使用吹风机吹干，吹风机吹干后需要在阴凉地控干10min；

其中在上述步骤六中，人工观测SMC材料表面是否有裂痕，测量SMC材料厚度，SMC材料外表面包裹一层泡沫塑料再装箱存储。

基于上述，本发明的优点在于，该一种适合石墨烯分散的合成方法，采用树脂糊、玻纤与石墨烯合成，适合石墨烯分散，再采用合模压制的方法制成适合石墨烯分散的SMC材料，适合用在汽车的挡风玻璃涂层，和金属材料相比有良好的设计适应性，具有高集约化的零件；高精度的成型公差，良好的表面外观；在恶劣环境中的耐腐蚀性；高的比强度；显著的介电强度和耐漏电痕迹性；低的热导率，微波穿透性和良好的抗凹痕性；和传统塑料相比尺寸精确，稳定性好并且在广泛的温度范围内保持良好的强度；在成型时从薄到厚截面的设计适应好；为满足非常特殊的要求和配方自由度高，可加快进入市场的速度；不溶不熔；阻燃和低的发烟密度；在恶劣的环境下耐溶剂性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适合石墨烯分散的合成方法，包括步骤一，原料混合；步骤二，SMC材料制作；步骤三，模压成型；步骤四，合模压制；步骤五，脱模清洗；步骤六，检验存储；其特征在于：

其中在上述步骤一中，原料混合包括以下步骤：

1)人工准备玻纤、树脂与石墨烯，选取质量上乘的玻纤、树脂与石墨烯；

2)将树脂倒入软水中，加入氢氧化钠，调节pH值为9.5-10.5，加入引发剂，关闭反应釜，反应1-2h；

3)随后加入乳化剂，连续搅拌15-20min，即可得到树脂糊，将树脂糊、玻纤与石墨烯存储在阴凉处；

其中在上述步骤二中，SMC材料制作包括以下步骤：

1)树脂糊传送到刮糊槽中，刮胡槽安置在移动的承载膜的上方，刮糊槽控制树脂糊的涂覆量；

2)与此同时，玻纤与石墨烯喂入到位于已涂覆树脂糊的承载膜上方的旋转切割器中，玻纤被切割成所需长度并下落到树脂糊上；

3)玻纤与石墨烯含量由承载膜的移动速度控制，在切割区的下游，另一涂有树脂糊的承载膜，以树脂糊面向下的状态贴合到短切玻纤上，再通过捏合辊，玻纤被树脂糊浸透，树脂糊内部空气被挤出片材，即可制成SMC材料；

其中在上述步骤三中，模压成型包括以下步骤：

1)SMC片材到位就绪后，铺放到切割台上并切割成预先设计好的尺寸和形状，切割台通常设置在模具附近；

2)切割好的料块码放并组合成规定的形式，每模加料方式都要称重以检查加料量是否准确，必要时要进行相应的调整，要将每模的加料方式调整、组合得尽可能准确和一致；

3)将预先组合好的片材放置到热模表面的指定位置，对大型或复杂制件，片材被分步地放入模具中，保证铺料位置的准确性；

其中在上述步骤四中，合模压制包括以下步骤：

1)合模压制模具采用是一套配合的钢模，其表面有镀层或做表面经过处理以降低磨损，模具用油或者蒸汽加热到130-170℃；

2)SMC材料铺放好之后，模具闭合给SMC材料施压，借助先进的压力控制技术，实际上在模压过程中压力可以变化，以实现最佳的表面质量，SMC材料即可压制完成；

其中在上述步骤五中，脱模清洗包括以下步骤：

1)合模压制模具固化后模具开启，借助内置顶出SMC材料被从下模顶起脱离模具，脱模时需小心以避免损伤制品；

2)脱模后将SMC材料用刀片即可轻松去除飞边，然后转移到支架上冷却至室温；

3)SMC材料脱模后使用软水进行淋湿清洗，然后使用吹风机吹干；

其中在上述步骤六中，人工观测SMC材料表面是否有裂痕，测量SMC材料厚度，合格后将其装箱存储。

2.根据权利要求1所述的一种适合石墨烯分散的合成方法，其特征在于：所述步骤二2)中玻纤随机分布，但是通常会在平行于薄膜移动方向上发生轻微取向。

3.根据权利要求1所述的一种适合石墨烯分散的合成方法，其特征在于：所述步骤三中2)中调整使用锉刀进行锉平。

4.根据权利要求1所述的一种适合石墨烯分散的合成方法，其特征在于：所述步骤四2)中典型的低轮廓SMC模压压力约50-100bar。

5.根据权利要求1所述的一种适合石墨烯分散的合成方法，其特征在于：所述步骤五3)中吹风机吹干后需要在阴凉地控干10min。

6.根据权利要求1所述的一种适合石墨烯分散的合成方法，其特征在于：所述步骤六中SMC材料外表面包裹一层泡沫塑料再装箱存储。

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