一种石墨烯导电母料及其制备方法

摘要

本发明提供一种石墨烯导电母料及其制备方法。本发明采用一带有剪切齿的强剪切螺杆挤出机，将石墨原料与热熔物料均匀混合，利用剪切齿的强剪切作用，将石墨剥离成石墨烯，并且将石墨烯沿螺杆旋转方向均匀分散开，得到分散均匀的石墨烯熔融物，最后通过挤出造粒，获得石墨烯导电母料。本发明提供上述方法克服了现有技术中通过采用石墨烯干粉作为原料制备石墨烯导电母粒导致生产成本高，使用危险性大，制备的导电母料中石墨烯的分散性差，成品率低的技术问题，实现了生产成本大幅降低的同时提高了石墨烯在母料中的分散性，易于石墨烯的高效利用的技术效果，进一步，原料和产品易于存储，安全性高。

主权项

一种石墨烯导电母料的制备方法，其特征在于，采用一带有剪切齿的强剪切螺杆挤出机，将石墨原料与热熔物料在胶体状态下剪切研磨来制备，具体方法如下：（1）将质量百分比为15‑29的石墨原料与质量百分比为 0‑1的分散剂、质量百分比为70‑85的热熔物料在高速混合机中以600‑1200rpm的转速混和分散10‑25min，得到预混物；（2）将步骤（1）得到的预混物加入所述强剪切螺杆挤出机中，所述强剪切螺杆挤出机由进料端向出料端依次设置输送破碎段、剥离段、搅拌段，螺杆以100‑1200rpm的转速旋转时，在所述输送段，设置该段温度为120‑140℃，预混物中石墨原料的粒径降低至小于1毫米，并与所述热熔物料一起逐渐向前输送；在所述剥离段，设置该段温度为160‑180℃，螺杆机螺纹在延第一螺距对应的单位螺纹延线上N个开口处各分布一剪切齿，在所述剪切齿的强剪切力作用下热熔物料被挤压，粘附在所述石墨原料上的热熔物料经过剪切运动将所述石墨原料剥离成石墨烯，使石墨原料剥离形成单层或多层大尺寸面积的石墨烯，形成石墨烯掺杂的热熔物料，其中，所述第一螺距为所述剥离段螺纹的螺距，N为大于等于1的整数；在所述搅拌段，设置该段温度为180‑200℃，热熔物料处于温度更高的熔融状态，石墨烯沿螺杆旋转方向在熔融热熔物料中均匀分散开，得到分散均匀的石墨烯熔融物，并逐渐向前输送；（3）步骤（2）得到的石墨烯熔融物经过挤出造粒、冷却得到石墨烯导电母料。