本發明涉及一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝。
背景技術:
隨著科學技術的發展,散熱、防腐在各個領域都有著極大的需求。鋁質材料具有散熱重量輕、散熱性能好,節能效果好可再生利用等特點。在散熱、保溫、外裝飾等領域因其優越的性能被廣泛應用于:機械、汽車、風力發電、工程機械、空壓機、鐵路機車、家用電器等行業領域。
但是目前的鋁箔還普遍存在導電效果差,導熱、散熱效果不佳的缺陷。石墨烯作為二十一世紀最有前景的新興材料,具有強度極高、導電導熱性能超強的優點。目前,關于鋁材與石墨烯復合材料的研發越來越受到世界各國研究人員的關注。
技術實現要素:
為克服現有技術的缺陷,本發明的目的在于提供一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,采用獨特工藝,所制得的成品導電性能極佳、導熱、散熱效果優越,可廣泛應用于各個領域。
本發明解決技術問題采用如下技術方案:
一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,制備方法如下:
A、制備石墨烯分散液。將納米級石墨烯加入到四氫呋喃中,然后進行第一次超聲波震蕩,震蕩時間為1-3H,超聲波頻率為40~60kHZ,得初級分散液;將初級分散液中加入聚乙烯吡咯烷酮,再進行第二次超聲波震蕩,震蕩時間為1.5-2H,超聲波頻率為40~60kHZ,得石墨烯分散液。
B、制備復合導電劑,將乙炔炭黑、Super P、科琴黑混合,混合均勻后得復合導電劑。
C、按重量份數計,將10-80份石墨烯分散液加入到150-375份聚酚氧樹脂中,進行混合攪拌,混合時間為3-5H,混合均勻后,靜置1-3H,再加入1-5份復合導電劑,進行混合攪拌,混合攪拌時間為1-2H,混合結束后得石墨烯涂層液。
D、將石墨烯涂層液均勻的涂覆在鋁箔上,石墨烯涂層厚度為120-380nm。
F、將涂覆好的鋁箔進行烘干固化,固化時間為5-10s,固化溫度為:280~330℃,在隧道機中進行烘干,烘干后得成品。
上述一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,其中,復合導電劑為乙炔炭黑、Super P、科琴黑以3:7:8的重量比例混合所得的混合物。
上述一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,其中,所述納米級石墨烯為大小為10-30nm的石墨烯。
上述一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,其中,所述納米級石墨烯與四氫呋喃的重量比為1-3:800-900。
上述一種鋁基石墨烯復合材料的制備工藝,其中,所述初級分散液與聚乙烯吡咯烷酮的重量比為1000:20-35。
與已有技術相比,本發明的有益效果體現在:特別采用多次分散所得的石墨烯分散液制備石墨烯涂層,四氫呋喃對于石墨烯分散效果極佳,且采用聚乙烯吡咯烷酮進行二次超聲波,有利于提高最終石墨烯涂層的穩定性,同時提高石墨烯涂層對于鋁箔的附著性,且通過石墨烯涂層的作用,大大提高鋁箔的導熱、散熱性能。改善使用效果。
同時采用復合導電劑配方,通過多種導電劑通過特定比例混合制得的復合導電劑只需要極低的添加量就可以達到高導電性,具有極好的導電效果。適用于多種電池電容領域的應用,可大幅擴大使用范圍。
具體實施方式
下面對本發明作進一步說明。
實施例1
一種鋁基石墨烯復合材料,制備方法如下:
A、制備石墨烯分散液。將納米級(10nm)石墨烯加入到四氫呋喃中,納米級石墨烯與四氫呋喃的重量比為1:800,然后進行第一次超聲波震蕩,震蕩時間為1H,超聲波頻率為40kHZ,得初級分散液;將初級分散液中加入聚乙烯吡咯烷酮,初級分散液與聚乙烯吡咯烷酮的重量比為50:1,再進行第二次超聲波震蕩,震蕩時間為1.5H,超聲波頻率為40kHZ,得石墨烯分散液。
B、制備復合導電劑,將乙炔炭黑、Super P、科琴黑以3:7:8的重量比例混合,混合均勻后得復合導電劑。
C、按重量份數計,將10份石墨烯分散液加入到150份聚酚氧樹脂中,進行混合攪拌,混合時間為3H,混合均勻后,靜置1H,再加入1份復合導電劑,進行混合攪拌,混合攪拌時間為1H,混合結束后得石墨烯涂層液。
D、將石墨烯涂層液均勻的涂覆在鋁箔上,石墨烯涂層厚度為120nm。
F、將涂覆好的鋁箔進行烘干固化,固化時間為5s,固化溫度為:280℃,在隧道機中進行烘干,烘干后得成品。
實施例2
一種鋁基石墨烯復合材料,制備方法如下:
A、制備石墨烯分散液。將納米級(30nm)石墨烯加入到四氫呋喃中,納米級石墨烯與四氫呋喃的重量比為1:300,然后進行第一次超聲波震蕩,震蕩時間為3H,超聲波頻率為60kHZ,得初級分散液;將初級分散液中加入聚乙烯吡咯烷酮,初級分散液與聚乙烯吡咯烷酮的重量比為200: 7,再進行第二次超聲波震蕩,震蕩時間為2H,超聲波頻率為60kHZ,得石墨烯分散液。
B、制備復合導電劑,將乙炔炭黑、Super P、科琴黑以3:7:8的重量比例混合,混合均勻后得復合導電劑。
C、按重量份數計,將80份石墨烯分散液加入到375份聚酚氧樹脂中,進行混合攪拌,混合時間為5H,混合均勻后,靜置3H,再加入5份復合導電劑,進行混合攪拌,混合攪拌時間為2H,混合結束后得石墨烯涂層液。
D、將石墨烯涂層液均勻的涂覆在鋁箔上,石墨烯涂層厚度為380nm。
F、將涂覆好的鋁箔進行烘干固化,固化時間為10s,固化溫度為: 330℃,在隧道機中進行烘干,烘干后得成品。
實施例3
一種鋁基石墨烯復合材料,制備方法如下:
A、制備石墨烯分散液。將納米級(20nm)石墨烯加入到四氫呋喃中,納米級石墨烯與四氫呋喃的重量比為1:425,然后進行第一次超聲波震蕩,震蕩時間為2H,超聲波頻率為50kHZ,得初級分散液;將初級分散液中加入聚乙烯吡咯烷酮,初級分散液與聚乙烯吡咯烷酮的重量比為100:3,再進行第二次超聲波震蕩,震蕩時間為1.7H,超聲波頻率為50kHZ,得石墨烯分散液。
B、制備復合導電劑,將乙炔炭黑、Super P、科琴黑以3:7:8的重量比例混合,混合均勻后得復合導電劑。
C、按重量份數計,將60份石墨烯分散液加入到260份聚酚氧樹脂中,進行混合攪拌,混合時間為4H,混合均勻后,靜置2H,再加入3份復合導電劑,進行混合攪拌,混合攪拌時間為1.5H,混合結束后得石墨烯涂層液。
D、將石墨烯涂層液均勻的涂覆在鋁箔上,石墨烯涂層厚度為250nm。
F、將涂覆好的鋁箔進行烘干固化,固化時間為7s,固化溫度為:295℃,在隧道機中進行烘干,烘干后得成品。
與已有技術相比,本發明的有益效果體現在:特別采用多次分散所得的石墨烯分散液制備石墨烯涂層,四氫呋喃對于石墨烯分散效果極佳,且采用聚乙烯吡咯烷酮進行二次超聲波,有利于提高最終石墨烯涂層的穩定性,同時提高石墨烯涂層對于鋁箔的附著性,且通過石墨烯涂層的作用,大大提高鋁箔的導熱、散熱性能。改善使用效果。
同時采用復合導電劑配方,通過多種導電劑通過特定比例混合制得的復合導電劑只需要極低的添加量就可以達到高導電性,具有極好的導電效果。適用于多種電池電容領域的應用,可大幅擴大使用范圍。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。