高性能膨胀石墨、可膨胀石墨制备技术工艺配方资料精选
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2024新版《高性能膨胀石墨、可膨胀石墨制造工艺配方精选汇编》
石墨烯电热膜具有的占用空间面积小、绿色环保和电热效率高的特点,在近年来的电热和采暖领域得到了大范围的应用。
【内容介绍】本资料涉及国内高新企业、科研院校最新公开的石墨烯电热膜专利技术及生产工艺,包括:高温石墨烯发热浆料、石墨烯的远红外发热浆料、石墨烯PTC电热膜浆料等生产工艺专利配方。资料详细介绍了每项技术的生产工艺、原料配方,以及具体实施例和技术指标等。
【资料内容】生产工艺、配方
【资料页数】737页 (大16开 A4纸)
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1 碳材料发热体及制备方法(石墨烯)
原料包括:碳纤维:100;金属氧化物:20~40;氧化石墨烯:3~15;粘结剂:10~30。碳材料发热体,协调碳纤维、氧化石墨烯、金属,得到的碳材料发热体的导热性、散热性较佳;金属嵌入于碳体中,形成金属碳键,电荷传输迅速,热效率较佳;碳材料发热体易于制备成多种形状,满足多种应用场景,普适性较强;碳材料发热体适用于多种能源领域,如发热电缆、居家取暖器等。
2 石墨烯导电膜的制备方法及PTC电热膜
将改性导电炭黑、树脂母粒与石墨烯、气相二氧化硅、二乙胺加入到流延机中,使其混合均匀,最后流出成膜,经压实后得导电膜胚胎,辐照交联使导电膜胚胎进行交联得到石墨烯导电膜,再利用该石墨烯导电膜制备成PTC电热膜;所制备的电热膜具有PTC自控温效果,且在循环一定的次数后依旧保持较高的PTC强度;发热膜具有良好的柔韧性,发热膜的居里点能够根据需求在一定程度上进行降低,安全性更高。
3 抗菌型石墨烯PTC电热膜浆料及其制备方法和电热膜
浆料包括以下重量份的组分:石墨烯A 0.5‑2份、石墨烯B 0.1‑0.5份、石墨烯C 0.05‑0.25份、树脂15‑35份、填料A 15‑35份、填料B 5‑10份、分散剂0.5‑2份、附着力促进剂0.1‑0.5份、定向稳定剂0.1‑0.5份以及溶剂14.25‑63.65份;其中,填料B由随温度升高电阻增大的导电材料制成,石墨烯C的片层为纳米级;一方面,抗菌型石墨烯PTC电热膜浆料。具有良好的储存稳定性、导热性、发热均匀性、正温度系数效应以及发热稳定性,综合提高电热膜性能,进而提高电热膜的使用寿命;另一方面,抗菌型石墨烯PTC电热膜。具有良好且持久的抗菌性能。
4 石墨烯电热膜浆料及其制备方法和电热膜
石墨烯电热膜浆料包括以下重量份的组分:石墨烯A 0.5‑2份、石墨烯B 0.1‑0.5份、树脂15‑35份、填料15‑45份、分散剂0.5‑2份、附着力促进剂0.1‑0.5份、定向稳定剂0.1‑0.5份以及溶剂14.25‑63.65份;其中,石墨烯A的粒径大于石墨烯B的粒径;通过不同粒径的石墨烯A、石墨烯B以及定向稳定剂的复配,得到的浆料制成电热膜,发热更加均匀,以及使用寿命更长。
5 环保节能石墨烯半导体陶瓷高温大功率密度电热材料
首先制得陶瓷基液,再制得石墨烯负离子复合改性陶瓷基液,通过石墨烯负离子复合改性陶瓷基液制得石墨烯半导体陶瓷浆料,与现有技术相比,本发明采用科学配比及特殊的方法制得绝缘隔热材料最高发热温度1260度,发热温度可按需要涉及制作,能满足更多使用需要;最高功率密度50W/cm2,功率密度可按实际使用需要制作;耐热冲击800度不开裂;半导体陶瓷材料不老化不降解,使用耐久性好;不可燃材料,使用安全性高,无火灾隐患,具有推广应用的价值。
6 导电油墨、布基柔性石墨烯电热膜及其制备方法
导电油墨包括如下组分及其质量份数:聚氨酯树脂10~30份、异氰酸酯固化剂5~15份、有机溶剂20~40份、复合导电填料39‑95份以及增塑剂、分散剂、消泡剂;其中,复合导电填料包括预处理银包铜粉、导电粉体、聚氨酯树脂,所述导电粉体为石墨烯、导电炭黑和碳纳米管的混合物;将上述导电油墨涂布在离型膜上,烘干至完全干燥后,再将涂层从离型膜上剥离,得到自支撑的石墨烯导电层,再进一步制得布基柔性石墨烯电热膜;制得石墨烯导电层的方阻可低至0.8Ω/sq/50μm,制备的布基柔性石墨烯电热膜宽度在220mm以内都可采用两条FPC铜电极进行电连接。
7 氧化石墨烯浆料、导热膜及制备方法
所述氧化石墨烯浆料包括大片径氧化石墨烯和小片径氧化石墨烯;其中,所述大片径氧化石墨烯的片径尺寸大于100μm;所述小片径氧化石墨烯的片径尺寸小于20μm;并且,所述小片径氧化石墨烯占所述大片径氧化石墨烯和所述小片径氧化石墨烯总质量的10%‑90%。所提供氧化石墨烯浆料在不引入其他组分且保持固含量基础上,一方面通过复配处理,使石墨烯混合浆料整体提高了在水中的分散性;另一方面,浆料的粘度也因为小片径氧化石墨烯的作用下大幅度下降。并且还能够促进氧化石墨烯在成膜过程中的自组装和内部密实性,形成高取向性的氧化石墨烯膜。
8 石墨烯电热膜及其制备方法
将导电浆料涂布的基材上,然后通过烘干的方式去除溶剂,得到自粘性石墨烯导电膜;将自粘性石墨烯导电膜与电极材料通过热压粘结,形成石墨烯电热层,电极材料焊接导线,最后封装得到石墨烯电热膜;所述导电浆料包括60‑90份复合树脂溶液、1‑3份交联剂、3‑7份增韧剂、5‑15份石墨烯、10‑30份的导电炭黑、20‑50份溶剂以及抗氧剂、增稠剂、消泡剂;所述复合树脂溶液为主体树脂、有机溶剂及增粘树脂的混合物,复合树脂溶液的固含为60‑80%。本发明制得的导电膜通过自身黏性和低温固化的方式使电热膜与电极结合,且粘结强度较高,从而降低了高温、高压对石墨烯电热膜的破坏以及避免使用导电银浆等粘结材料对导电膜的腐蚀现象,从而增加了石墨烯电热膜的电流稳定性。
9 石墨烯材料有机化制备电热膜的方法
包括以下步骤:S1.原料准备;S2.将石墨烯材料有机化;S3.印制基础电热膜;S4.获取最终石墨烯电热膜。本发明的制备方法将无机石墨烯与苯乙烯进行预分散、有机化聚合得到石墨烯分散均匀并稳定地分散的石墨烯聚苯乙烯复合发热材料,其具有优异的导热性、高韧性、抗老化性和防水性以及质轻价廉的优点,对石墨烯浆料进行有机化独特的制备方法、一次成型工艺,不需要使用额外的设备,使得石墨烯电热膜材料成本大幅度降低,且避免了现有技术中有毒气体的产生,保证生产的安全可靠。
10 用于地暖的石墨烯导电发热涂料及其制备方法以及石墨烯地暖膜
包括以下质量百分比的原料:石墨烯粉1‑10%、碳纤维20‑30%、碳原子20‑30%、二维碳纳米管1‑15%、高温树脂20‑50%。本发明还公开了一种用于地暖的石墨烯导电发热涂料的制备方法以及一种石墨烯地暖膜。本发明将涂料静电喷涂在PE高温膜上,与导电铜片组成石墨烯地暖膜,其石墨烯导电发热涂料层是核心发热元件,导电后发热元件中的分子产生“布朗运动”,分子之间发生剧烈的摩擦和撞击,产生的热能以远红外辐射和对流的形式对外传递,其电能与热能的转换率高达99.80%,因此将其运用在地暖膜上,其不仅热效率高,且便于安装,不占装修空间,供暖效率快。
11 柔性高温石墨烯电热膜及其制备方法
包括:石墨烯电热膜浆料的配制:按重量份计的组分为:石墨烯2‑10份,粘结剂1‑5份,树脂1‑5份,去离子水10‑50份,醇类溶剂10‑20份;石墨烯电热膜的制备:在绝缘柔性衬底上布设电极金属导线;通过模板在绝缘材料基底上涂覆浆料,经过热处理形成石墨烯薄层作为导电发热层;涂覆耐高温树脂作为保护层,使发热层与柔性衬底牢固结合,并提高电热膜的耐磨性。制备的石墨烯电热膜具有卓越的导电性能和热传导性能,以及最高温度在300℃以上的更大的加热温度范围、更长的使用寿命。
12 石墨烯三元异质结自支撑半导体膜及其制备方法
具体合成步骤为:以三聚氰胺为原料与吸波剂机械混匀后,再使用高能微波处理得到石墨相g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;原料;以微波溶剂热法制备rGO/MoS<subgt;2</subgt;复合材料,并在高能微波辐照环境下形成MoS<subgt;2</subgt;复合的rGO;rGO/MoS<subgt;2</subgt;/C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;三元异质结的复合是采用微波辅助一锅方案在微波环境中加热形成三元异质结材料;自支撑半导体膜是使用三元异质结材料进行加热辊压后直接得到。制备得到异质结半导体膜易被激发、具有各向异性的电子传导能力,可作为新型半导体膜材料应用在电热、电池、集成电路等功能领域。
13 可拉伸石墨烯导电油墨及柔性石墨烯电热膜的制备方法
可拉伸石墨烯导电油墨包括如下组分:改性热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性聚酯弹性体、溶剂、固化剂、石墨烯粉体、碳纳米管、银纳米线;油墨印刷固化形成石墨烯导电层,在可拉伸比例范围内反复拉伸导电层,导电层恢复形变后,导电层方阻与拉伸前能够保持一致,即形成具备可拉伸性的石墨烯导电层;将石墨烯导电油墨直接印刷在表面经过附着力促进剂处理后的基底面料上,并经过后续制备电极、粘贴铜箔端子、涂覆抗氧化层、热压封装工序,最终制得柔性石墨烯电热膜,产品无塑料异响,且能够耐弯折至少10万次、耐揉搓至少1万次。
14 石墨烯导热PE-RT地暖管及其制备方法
包括如下步骤:将PE‑RT树脂、改性石墨烯、石墨、成核剂、抗菌剂、抗氧剂混合均匀,作为混合物料;混合物料中的各组分熔融共混,改性石墨烯与石墨产生协同作用,以粒径较大的石墨颗粒作为支撑,以粒径较小的改性石墨烯填补石墨颗粒间缝隙,改性石墨烯和石墨线性连接构建导热网络,对混合物料挤出造粒,得到石墨烯导热PE‑RT母粒;将石墨烯导热PE‑RT母粒挤管成型,由此制备得到石墨烯导热PE‑RT地暖管,密度低、韧性好、使用寿命长、制造成本低廉、对设备要求低,导热系数、断裂伸长率、拉伸屈服应力、氧化诱导时间等性能都得到了提高,有更好应用前景。
15 高柔性高弹性石墨烯电热膜及其制备方法
由石墨烯浆料采用发泡涂膜和压延工艺得到高柔性高弹性石墨烯电热膜,石墨烯浆料由石墨烯、其他导电填料、树脂、分散剂、发泡剂、稳泡剂、增稠剂等按比例配制而成,本发明的高柔性高弹性石墨烯电热膜横向抗拉伸性能和纵向抗压缩性能优异,可扩大石墨烯电热膜应用范围,提升使用安全可靠性和使用寿命。本发明提供的制备方法操作简单,对设备要求低,设备投入小,工艺流程简单,适合工业化生产。
16 多温区自控温电热膜及其制备方法
经过该方法制备得到的电热膜为单层结构。该方法中是将导电组分(膨胀剥离石墨烯),自控温树脂组分(具有PTC效应的功能聚合物),阻燃组分及少量增稠剂采用水分散制备成悬浮液,通过斜网纸机脱水后热压一步制成。采用分散悬浮的方式制备电热膜,可采用的自控温树脂适用范围增大,使得自控温电热膜在更大温度范围内具有较好的控温性能;PTC变温区间大(40‑280℃),远超印刷电热膜区间(50‑120℃)可设计性强,基体树脂可选性强,极大拓展了其应用领域,PTC强度≥50;采用循环水制浆工艺,溶剂使用减少100%,无须印刷基材。
17 石墨烯发热浆料和其制成的石墨烯发热膜及制备方法
包含改性石墨烯、消泡剂、阻燃剂和溶剂;所述改性石墨烯通过氟碳表面活性剂与氧化石墨烯反应制得;所述氟碳表面活性剂具有如下式A所示结构。提供的石墨烯发热浆料和其制成的石墨烯发热膜,通过添加改性石墨烯,可以增强石墨烯的分散性,有效避免其易团聚的问题,并且可以提高浆料的热稳定性,进而使制得的石墨烯发热膜导电均匀性高、表面电热温度分布均匀,并且热稳定性强、电热性能高。
18 石墨烯柔性发热材料及其制备方法
步骤包括:(1)制备基层:将面料放入到有机溶剂中进行清洗烘干后得到基层;(2)制备发热液:将石墨烯粉放入到分散液中分散后加入导热剂搅拌均匀得到混合液,再往混合液中加入粘结剂和预处理过的云母粉并搅拌混匀,搅拌同时施加超声处理,得到发热液;(3)制备发热材料:将发热液均匀的喷射到基层上形成发热层,并同时施加微波处理,固化冷却后得到发热材料。有益效果:从而提高了与面料之间的结合力,同时在此过程中会施加微波加热处理,使得在喷涂的过程中面料会发生局部的熔化,从而进一步使得结合更加的牢固,不易发生脱落。
19 压敏型石墨烯电热膜
从上至下依次包括绝缘层、三维导电网络弹性膜和基层定向弹性膜;三维导电网络弹性膜按照质量份数包括以下物质:12份至18份石墨烯;20份至35份多壁碳纳米管;15份至32份二氧化硅/木质素;300份至400份环聚二甲基硅氧烷;其中,二氧化硅/木质素均匀分散在三维导电网络弹性膜层中;本发明通过二氧化硅/木质素作为导电膜层中的自润滑颗粒,当膜层受到压力时,三维导电网络内部电接触增加,膜层的发热效率提高;且膜层可以反复受压,结构稳定。
20 高温石墨烯发热浆料制备工艺
包括清洗硅基底、准备石墨晶体和工具、剥离转移石墨烯、预热烘箱、加热硅基底、供气反应和分散混合,清洗硅基底用于提高硅基底的洁净度保证制备纯度,剥离转移石墨烯是通过准备的工具从石墨晶体上剥离石墨烯,预热烘箱用于提高温度均匀性,加热硅基底与供气反应配合用于生成石墨烯,分散混合用于将生成的石墨烯与导热介质和分散剂混合,通过在清洗基底后准备高质量的石墨晶体作为起始材料,并准备具有粘附力的聚合物薄膜作为转移工具,并利用聚合物薄膜从石墨晶体上剥离石墨烯片,再将石墨烯片转移到清洗后的硅基底上,利用机械剥离法辅助制备,提高石墨烯发热浆料制备的质量。
21 高固含氧化石墨烯浆料、氧化石墨烯导热膜及制备方
浆料的制备方法为:在去离子水中加入分散剂,将分散剂搅拌均匀,然后加入氧化石墨烯膏体,加入碱液进行中和,搅拌,然后高压均质、真空脱泡,制得氧化石墨烯浆料;其中,分散剂为A分散剂和B分散剂,A分散剂包含水性丙稀酸高分子嵌段共聚物,B分散剂包含聚氨酯共聚物、聚酰胺共聚物、脂肪族磺酸盐、含胺基的环氧丙烷共聚物、聚酯共聚物、聚羧酸共聚物、聚醚共聚物中的一种或多种;基于该浆料可以制备氧化石墨烯导热膜。通过两种分散剂的互配,可以降低石墨烯浆料的粘度,提高固含量,基于该浆料可以制得高厚度的氧化石墨烯涂层,且该单层膜内聚力高、热通量高。
22 基于石墨烯电热的电热膜及其制备方法
原料:改性石墨烯30‑40份、去离子水30‑40份、聚丙烯酸酯乳液100‑200份、分散剂0.3‑0.5份、消泡剂0.2‑0.6份、成膜助剂0.2‑0.6份和抗氧剂1‑3份;该基于石墨烯电热的电热膜通过如下步骤制备:第一步、制备电热浆料;第二步、用喷枪将电热浆料均匀喷射到洁净石英玻璃管上,待喷射结束后,将喷射后的石英玻璃管置于烧结炉中,保温烧结,随炉冷却至室温后,得到电热膜半成品;第三步、将保护层材料均匀涂覆于电热膜半成品表面,待涂覆结束后,保温干燥,干燥后冷却至室温,即可得到一种基于石墨烯电热的电热膜。
23 石墨烯碳纳米管导热浆料的制备方法
步骤:S1、苯胺分别通过C=C键吸附在氧化石墨烯弯曲的表面以及碳纳米管的侧壁以及两端;S2、将吸附有苯胺的氧化石墨烯和碳纳米管离子水中分散体系混合,苯胺聚合形成聚苯胺连接以及分散导热单元;S3、将S2的导热单元洗涤烘干,十六烷基三甲氧基硅烷与导热单元表面的羟基以Si‑O‑C结合;S4、经过S3改性的导热单元、环氧树脂、流平剂、有机溶剂搅拌分散均匀后,加入作为固化剂的聚酰胺树脂,混合,获得导热浆料;本发明有效改善聚苯胺、石墨烯和碳纳米管的分散性,改善环氧树脂与导热单元的界面相容性;所得导热浆料成膜后导热性能和硬度均有提升。
24 石墨烯高温电热膜及其制备方法
包括:将含有数层片状结构的石墨烯的石墨烯混合液净化干燥;称取一定量的纯净石墨烯溶解于去离子水中并超声分散配置成石墨烯分散液;将云母粉加入石墨烯分散液中然后研磨得到粒径在20‑50μm的复合导电浆料;涂布复合导电浆料并烘干获得高方阻石墨烯膜并经过压延、低温退火处理形成低方阻石墨烯膜;加装电极至低方阻石墨烯膜制成石墨烯电热膜。石墨烯分散液与云母粉浆料混合,经研磨制浆、涂布成膜,然后经过低温退火,加装电极制备出的高温电热膜在5V‑12V电压下,发热温度达到300℃及以上,并且在此温度下工作5000h,温度衰减率低于10%,且表面发热温度均匀,具有高温循环发热稳定性。
25 高效高稳固石墨烯/碳纳米管电热膜的制备方法
步骤:利用芘基化丙烯酰氧基化HBPE液相超声剥离石墨粉得到石墨烯有机分散液;利用芘基化丙烯酰氧基化HBPE对碳纳米管进行功能化得到碳纳米管有机分散液;将石墨烯有机分散液和碳纳米管有机分散液混合均匀得到混合液,使之在基体表面形成膜层A,或者先使碳纳米管有机分散液在基体表面形成膜层,再使石墨烯有机分散液在该膜层上进一步成膜,得到膜层B;膜层A或膜层B进行紫外光固化得到石墨烯/碳纳米管电热膜。制备的石墨烯/碳纳米管电热膜具有良好的导电性、快速的升降温能力、良好的电热性能以及良好的抗弯折和耐刮擦性能。
26 导电填料、导电膜、电热膜、制备方法
将银包铜粉加入石墨烯浆料中超声波分散得到导电分散液;将导电分散液烘干得到导电填料。还提供导电膜、电热膜及制备方法,制备方法包括:按质量百分数计,称取25~50wt%聚碳酸酯改性水性聚氨酯、1~2wt%硅烷偶联剂、1~4wt%稳定剂、10~20wt%导电填料,加入去离子水研磨搅拌处理得到石墨烯导电浆料;对石墨烯导电浆料进行真空脱泡;将脱泡后的石墨烯导电浆料涂布在覆盖膜上,加热固化得到附着在覆盖膜上的导电膜。本发明导电膜自身带有粘性,在制备电热膜时无需经过热压,生产工艺简单,降低生产成本。
27 基于石墨烯的热敏电热膜及成型固化方法
质量份数包括以下物质:30份至45份水溶性环氧树脂;15份至25份羧甲基纤维素钠;10份至30份炭黑;1份至5份石墨烯;0.2份至3份导电填料纳米颗粒;助剂适量;本发明还公开了该电热膜的成型固化方法;所得的水性体系,混合均匀,粘度适宜,低温固化,在加热‑冷却的循环过程中结构稳定。
28 基于石墨烯的远红外发热浆料及其制备方法
该远红外发热浆料包括如下重量份原料:增强填料40‑50份、松油醇50‑60份、乙基纤维素5‑6份、石英砂1‑3份、硼酸0.2‑0.5份、硝酸钠0.2‑0.5份、氧化钙0.5‑1份和碳酸钙0.5‑1份;该改性基体为核壳结构,内部核体为三维石墨烯负载氧化锌,在受到远红外辐射时,核体吸收远红外内部分子和原子发生共振,产生振动和旋转,进而使得核体温度升高,核体热量传递给外部壳体,进而增强壳体对远红外的吸收,同时核壳之间的笼型聚倍半硅氧烷形成空腔,进而防止了热量迅速散发,保证浆料的持续发热。
29 纳米碳素材料电发热板及其制备方法
电发热板其电热转换率高于90%,是目前所知的电发热材料中,属相当高的一种,因此节电效果非常明显。所得到的电发热膜最高使用温度可达800℃‑1000℃,可以用于各种高温电发热的场合,如电热炉、电烤炉(箱)等。也可以在30℃‑80℃的场合使用,可用于各种电热地暖、电暖桌等。电发热板的使用电压可高达650V,也可以在12V、24V下使用。这是许多电发热材料望尘莫及的。且生产工艺简单,易于产业化。
30 电热浆料及其制备方法(石墨烯)
选用特定种类及固含量的纳米陶瓷树脂,更有利于使本发明的电热浆料达到良好的导电性、附着力及稳定性,即更优良的综合性能。选用石墨烯粉体为石墨烯粉体A和石墨烯粉体B的混合物,在不影响石墨烯粉体整体分散性的前提下,赋予浆料更致密的膜层以提高耐候性,而且在微观上构建更多导电通道从而进一步提高浆料的导电性。
31 石墨烯PTC电热膜浆料及其制备方法和电热膜
石墨烯PTC电热膜浆料包括以下重量份的组分:石墨烯A 0.5‑2份、石墨烯B 0.1‑0.5份、树脂15‑35份、填料A 15‑35份、填料B 5‑10份、分散剂0.5‑2份、附着力促进剂0.1‑0.5份、定向稳定剂0.1‑0.5份以及溶剂14.25‑63.65份;其中,填料B由随温度升高电阻增大的导电材料制成;石墨烯PTC电热膜浆料具有良好的储存稳定性、导热性、发热均匀性、正温度系数效应以及发热稳定性,综合提高电热膜性能,进而提高电热膜的使用寿命和使用时的安全性。
32 自限温电热膜及其制备方法
自限温电热膜,是由以下质量百分比的原料制成:35‑40%的HDPE、12‑18%的EVA、10‑30%的导电填料、5‑10%的抗氧化剂、1‑5%的纳米氧化锌、0.01‑0.1%的PE蜡、0.01‑0.1%的硬脂酸锌、余量为PP;所述导电填料包括炭黑搭配石墨烯、碳纳米管中的至少一种。具有较为持久的自限温效果、自限温稳定性好。
33 电热浆料及其制备方法(石墨烯)
包括以下重量份的组分:第一粘结相10‑30份、第二粘结相15‑40份、偶联剂0.2‑2份、分散剂3‑15份、流平剂0.2‑2份、石墨烯粉体10‑30份、球形石墨粉体20‑45份;第一粘结相为热固性树脂与潜伏性固化剂的混合物,热固性树脂与潜伏性固化剂的重量比为热固性树脂:潜伏性固化剂=100:(2‑20);第二粘结相为热塑性树脂与溶剂的混合物,第二粘结相中热塑性树脂的重量百分比为10%‑40%。制备的电热浆料,使用石墨烯与球形石墨的配合,形成具有协同作用的导电网络,提升了电热浆料的固体含量,降低浆料固化后的电阻与成膜缺陷。
34 石墨烯发热混合料、发热元件、发热管及制备工艺
石墨烯发热混合料以质量份计包含:石墨烯1‑5份、绝缘微粒5‑20份、溶剂3‑30份、交联剂1‑13份。石墨烯发热混合料具有低成本、可塑性且制备简单,制成发热元件后,质量优良、发热均匀性佳。发热管具有良好的发热性能、加热时间短、使用寿命长,具有超低功耗且可达400℃以上超高温。而且发热管发热时会散播出远红外光线,可促进新陈代谢、提升人体免疫系统,可应用于家庭取暖、医疗设备、工业加热等领域,造就绿色无害的环境。
35 改性树脂聚合物制备方法及石墨烯远红外电热膜浆料
其原料按重量份数的配比如下:石墨烯15‑25份、纳米高分子材料10‑25份、远红外无机纳米粉体20‑30份、改性树脂聚合物35‑50份、分散剂1‑3份、调节油10‑20份、稀释剂10‑30份、交联偶合剂5‑9份、防沉降剂1‑3份、消泡剂3‑5份、流平剂1‑3份、附着力促进剂1‑3份。改性树脂聚合物制备方法及石墨烯远红外电热膜浆料,通过对树脂进行改性,使树脂具备杀菌能力并对石墨烯吸附能力增强,有效减少了石墨烯在长期储存过程中的沉降现象,涂刷形成的石墨烯电热膜发热均匀,抗菌能力强,使用寿命延长。
36 导电油墨和一种超疏水石墨烯复合除冰柔性电热膜
导电油墨包含石墨烯粉、碳纳米管、分散剂、水性树脂、水和助剂。所述超疏水石墨烯复合除冰柔性电热膜,由下至上顺次包含基材层、石墨烯发热层、电极层、覆盖层和疏水不粘层。本发明提供的超疏水石墨烯复合除冰柔性电热膜接触角可达155~157°,滚动角为3°,除冰时间为127~133s,表现出良好的除冰效果。
37 石墨烯基电加热元件、柔性电热基片、电热墙暖及其制备方法
石墨烯基电加热元件包括玻璃纤维层、印制在所述玻璃纤维层表面一侧的石墨烯涂层,玻璃纤维层内设置有电极,石墨烯涂层包括石墨烯、分散剂和粘结剂,石墨烯涂层从下到上分为三层,第一层石墨烯和粘结剂的比例为(4‑6):(6‑4),第二层石墨烯和粘结剂的比例为(7‑10):(3‑0)且所述PU胶的含量不为0,第三层石墨烯和粘结剂的比例为(0‑3):(10‑7)。以该石墨烯基电加热元件为核心部件的电热墙暖各项指标更好,热效率高,综合性能更高,适用性更强,与空气源热泵设备在同一场景下使用,相辅相成。
38 石墨烯远红外发热板的制作方法及其配方
溶液分为主溶液、添加剂以及去离子水,主溶液制作方法,将20‑100克的石墨烯(Graphene);1‑10克四氯化锡(SnCl4);1‑15克三氯化铟(InCl3);1‑10克氟化铵(NH4F)放入容器中,倒入100‑200mL的无水乙醇(EtOH)搅拌1‑3小时后静置5‑30小时,作为主溶液,将添加剂倒入主溶液容器中搅拌10‑60分钟后加入5‑30mL的盐酸,再搅拌10‑60分钟后静置5‑15小时待用,盐酸的加入起到稳定剂作用,添加剂的作用是把发热板的远红外光谱波长稳定到4‑14μm范围内。
39 基于石墨烯的可弯折电热膜器件及其制备方法
包括聚酰亚胺基层以及涂覆于基层表面的有机电热膜;有机电热膜按照质量份数包括:5份至15份石墨烯;2份至9份离子液体;1份至8份多壁碳纳米管;10份至20份炭黑颗粒;260份至300份聚四氟乙烯;所得电热膜器件电热膜器件的制备方法;本发明所得电热膜柔软可弯折,结构和发热稳定,同时具有较高的发热效率。
40 石墨烯电热膜的制备方法
该方法包括如下步骤:在基材表面依次涂布离型油墨形成离型层,涂布石墨烯导电油墨形成石墨烯导电层,涂布胶粘剂形成第一胶粘层;将第一纤维面料与第一胶粘层粘接并通过热压操作剥离所述基材;在剥离基材后露出的远离石墨烯导电层的离型层表面涂布胶粘剂形成第二胶粘层;将第二纤维面料与第二胶粘层粘接并进行热压操作,制得所述石墨烯电热膜。制备出的石墨烯电热膜以柔性纤维面料为承载基体,不含有PET、PI等塑料材质,从而解决了现有技术中电热膜柔韧性和舒适性较差的问题,还可实现卷对卷大规模生产,提高了生产效率。
41 可拉伸石墨烯电热膜及其制备方法
包括基层定向弹性膜和三维导电网络弹性膜;所述基层定向弹性膜表面具有同向设置的摩擦凸起;三维导电网络弹性膜按照质量份数包括以下物质:5份至15份石墨烯;0.5份至1.5份离子液体;10份至18份多壁碳纳米管;5份至12份炭黑颗粒;300份至400份环聚二甲基硅氧烷;通过使用具有弹性的高分子物质作为成膜物质,同时膜层中构建有三维导电网络,在拉伸时仍具有良好发热效率。
42 24V的安全石墨烯电热膜的生产工艺
包括以下步骤:准备材料、制备石墨烯微晶颗粒、制备发热浆料、制备导电浆料、印刷成膜、热压处理和接驳电源线;通过将可导电的特殊石墨烯微晶颗粒配合纳米高分子材料、远红外无机纳米粉体制成发热浆料,通过原料纤维配合银浆、铜粉和锡粉制备导电浆料,印刷后再加上金属载流条附着在两层绝缘聚酯薄膜中热压制成整体,具有柔韧性好,防水抗拉、热效率高等特点,通电后发出红外光波,由专业检测机构检测为9.5微米的远红外线波长,具有人体保健功能,无任何损害,用本发明电热膜制成的采暖系统,热转换效率达99%以上,自下而上形成梯度温差,人体感觉舒适,室内空气清新。
43 石墨烯发热片及其制作工艺
用于解决现有的发热片大多采用金属合金作为发热体,导致发热片升温速度慢,不能满足用户使用需求的技术问题。实施例包括金属片,金属片的第一表面设置有石墨烯发热层,金属片的第二表面设置有隔热层;石墨烯发热层由石墨烯发热浆料涂覆干燥而成,石墨烯发热浆料包括以下成分:有机硅树脂、导电剂、石墨烯、第一分散剂、第一消泡剂、流平剂以及润湿剂;所述隔热层由隔热浆料涂覆干燥而成。
44 水性石墨烯复合导电浆料、浆料的制造方法及石墨烯发热膜
导电浆料中含有去离子水、石墨烯粉料、石墨粉料、炭黑粉料、乳化剂、增稠剂、分散剂、酸碱度调节剂、滑石粉、非离子表面活性剂、消泡剂、防腐剂、粘结剂。本发明的导电浆料中石墨烯、石墨、炭黑粉料充分细化且均匀分散,不团簇不沉淀,不易变质发臭,保质期更长。制得的石墨烯发热膜可以获得更低的方阻及更佳的电阻稳定性,并且方阻可根据需求调制。
45 抗菌型石墨烯电热膜浆料及其制备方法和电热膜
组分:石墨烯A0.5‑2份、石墨烯B0.1‑0.5份、石墨烯C0.05‑0.25份、树脂15‑35份、填料15‑45份、分散剂0.5‑2份、定向稳定剂0.1‑0.5份、附着力促进剂0.1‑0.5份以及溶剂14.25‑68.65份;其中,石墨烯A的粒径、石墨烯B的粒径以及石墨烯C的粒径依次减小,石墨烯C的片层为纳米级,制备的抗菌型石墨烯电热膜有良好的抗菌性能和使用寿命延长。
46 纳米纤维素电热膜及其制备方法
电热膜采用纳米纤维素、碳纳米管、石墨烯以及高分子导电聚合物混合制备得到复合膜,通过使用导电银胶将电极涂覆在复合膜两侧边缘,再使用含有温致变色材料的封装树脂对复合膜进行浸渍、冷预压、热压封装,得到柔性纳米纤维素电热膜。电热膜具有良好的电热稳定性和均匀性、绝缘性和防水性,并具有较低的系统电阻进而实现低电压供应,且同时具有温致变色功能,可以指示温度,在高温条件下起到预警提示作用。
47 在低压下快速升温加热的石墨烯电热膜、制备方法及其应用
石墨烯电热膜包括纸层,发热体层,正电极,负电极。所述纸层和发热体层紧密粘接,正负电极平行紧密连接在发热体层边缘位置上,正电极和负电极分别通过卡扣与导线连接固定,外接直流电源通过导线和正负电极连接。发热体层组分包括石墨烯1‑5份、水性氟碳树脂40‑55份、调节油15‑20份、稀释剂15‑30份、分散剂1‑3份、防沉降剂1‑3份、消泡剂3‑5份、流平剂2‑3份、附着力促进剂2‑3份。制备方法简单,易于应用。并且使用成本低,携带便携,可以在杯子、外卖餐盒、披萨等应用领域中应用。
48 含石墨烯的发热浆料、发热涂层及其制备方法和应用
该发热浆料包括石墨烯、MAX相陶瓷材料、成膜树脂和溶剂。将MAX相陶瓷材料引入到发热材料中,利用MAX相陶瓷材料与石墨烯的协同作用,能够平衡发热涂层的电阻率与导电性,使制备的发热涂层具有优异的发热性能和导电、导热效果,且电‑热辐射转换效率高,能量利用率高。在家用电压下就能够快速将电能转换为热能。在60V的电压下,利用该发热浆料制备的发热涂层和发热微晶板1分钟能升温至105‑145摄氏度。
49 石墨烯碳纳米管导热浆料及其制备方法
包括罐体、电机、主轴、搅拌桨、横梁和刮板;将粘结剂、N-甲基吡咯烷酮、正丁醇、环氧树脂、防沉剂和石墨烯加入罐体内,电机带动主轴转动,带动搅拌桨转动,将溶液搅拌均匀,排出溶液时,主轴带动横梁转动,带动刮板沿着罐体的内壁滑动,将罐体内壁上的溶液刮下排出,从而降低了工作人员的工作量,提高了工作人员的工作效率,继而提高了石墨烯碳纳米管导热浆料的生产效率。
50 钯量子点掺杂石墨烯基电加热板及电加热装
制备方法按重量份计,包括以下步骤:制备氧化石墨烯丙酮分散液、制备钯量子点掺杂石墨烯分散液、制备钯量子点掺杂石墨烯‑炭黑色浆、制备树脂浆体、制备钯量子点掺杂石墨烯基混合液、制备钯量子点掺杂石墨烯基导电油墨及制备钯量子点掺杂石墨烯基电加热板。提供了一种电加热装置。钯量子点掺杂石墨烯基电加热板具有制作过程快速、便于控制厚度、制备过程快捷,制备出的钯量子点掺杂石墨烯基导电膜具备柔性且抗撕裂或者抗折断功能。
51 自限温电热膜的生产工艺
生产步骤:S1、准备原料:准备PET树脂、石墨烯原料、苯二甲酸乙、二醇酯和增韧剂,将以上几种原料混合,混合得到混合溶液;S2、原料涂覆:将混合得到的原料进行,涂覆在基板上,涂覆的厚度在0.10mm‑0.20mm,基板的温度保持在12‑16℃,涂覆完成后待到溶液自然冷却得到PET膜。通过设置导电银浆印制导流体,导电银浆具有固化温度低,粘接强度极高、电性能稳定的特点,而且使用银浆印制载流体,对发热线能够形成良好的连接,不会导致电阻过大而烧坏的情况发生,并且设置防水膜,可以避免产品因为墙内潮湿而产生的短路,保护了产品本体,延长了产品的使用寿命。
52 高发射率负离子改性石墨烯发热碳浆及其制备方法
其原料由以下重量含量的成分组成:粘结剂15%~35%,导电填料15%~35%,远红外发射材料3%~5%,助剂2%~3%,余量为溶剂。导电填料由石墨烯粉体、导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、银纳米材料组成;远红外发射材料由电气石、竹炭粉、红外发射粉组成。生产工艺简单,远红外发射率高,发热碳浆稳定性好。产品可以广泛应用于地暖、墙暖、取暖器、理疗产品等领域。
53 柔性石墨烯电热膜制备工艺
步骤1):将氧化石墨烯粉末制备成浓度为0.05‑0.09mg/ml的氧化石墨烯分散液;步骤2):将所述氧化石墨烯分散液喷涂到基材上,烘干,形成氧化石墨烯薄膜,获得第一步成品;步骤3):沿所述基材的长度方向,将银浆分别印刷在氧化石墨烯薄膜的两侧,形成两条第一银浆条,然后在两条第一银浆条之间,继续用银浆印刷形成至少两条第二银浆条,烘干,获得第二步成品;步骤4):将铜箔覆盖在第二步成品中的第一银浆条上,然后通过5‑20Mpa的压力将覆膜覆盖在所述铜箔的上表面,得到成品柔性石墨烯电热膜。本申请通过设置第一银浆条、第二银浆条,降低氧化石墨烯薄膜与银浆条交界处热量,提高产品的安全性能。
54 含原位聚合绝缘涂层的石墨烯电热膜的制备方法
首先通过将石墨烯水分散液置于聚四氟乙烯滤膜上,抽滤、干燥、剥离,得到石墨烯薄膜,然后在石墨烯薄膜表面负载一层柔性的活性硅层,再将偏苯三酸酐和二异氰酸酯制备得到的聚酰胺酰亚胺预聚体加入,在石墨烯薄膜表面原位聚合得到聚酰胺酰亚胺绝缘层;实现了聚酰胺酰亚胺绝缘材料在电热膜上的应用。该绝缘层耐热性能好,不易老化,且通过原位聚合的方式与电热膜复合,贴合度好,无需外加胶黏剂。
55 水性石墨烯电发热膜用浆料、电发热膜及其制备方法
该浆料主要由35‑50wt.%水性树脂、0.5‑2.0wt.%助剂、46.5‑53.0wt.%溶剂和3‑10wt.%石墨烯粉末组成,其中助剂包括按质量比为5:(2‑3):(1‑3):(5‑10)组成的双亲性分散剂、消泡剂、增稠剂和防沉淀剂;其中溶剂为去离子水或乙醇中的一种;其中石墨烯粉末由机械剥离法制备所得。制备所得的浆料安全环保且其中石墨烯粉末的分散均匀性非常好,且所形成的电发热膜在300V电压下的耐老化性能优异,发热均匀性好且导电均匀,且导线性能优异。
56 远红外电热膜及其制作工艺
远红外电热膜按重量百分比包括以下组分:石墨烯55.5~60.9%、二氧化锡12.3~18.6%、氧化铟6.2~8.4%、富勒烯0.002~0.004%、铷0.001~0.003%、负离子粉3.6~7.5%、固化剂4.5~6.5%和余量去离子水。远红外电热膜升温速度快、发热效率高,同时通过添加的负离子粉使得本发明远红外电热膜在实际使用过程中不仅能够产生远红外线调节人体器官平衡,同时能够释放负离子,净化空气,为人们提供健康的微环境,解决了现有技术中远红外电热膜仅能产生远红外线,不具有负离子释放功能,无法对空气进行净化的问题。
57 中高温石墨烯发热浆料及其制备方法
包括:2份至7份石墨烯;2份至7份碳纳米管;0.5份至2份二甲基甲酰胺;0.1份至1.5份正丁醇;1份至6份热塑性聚氨酯弹性体橡胶;2份至5份天然云母;80份至95份N‑甲基吡咯烷酮;本发明还公开了该发热浆料的制备方法以及成膜方法;有效将石墨烯和碳纳米管相结合形成发热浆料,该浆料成膜后导热效果好,耐热稳定。
58 水性石墨烯基电热膜的制备方法
采用阳离子粘结剂将阴离子石墨烯导电油墨利用物理沉积和化学交联作用粘结于柔性基底的第一表面和第二表面,形成“三明治”结构的水性石墨烯基电热膜;水性石墨烯基电热膜,包括:柔性基底、分别粘附在所述柔性基底第一表面和第二表面的阳离子粘结剂层、分别粘附在所述阳离子粘结剂层上的阴离子石墨烯导电油墨层。制备方法简单,成本低廉,制得的石墨烯柔性电热膜发热性能和阻燃性能优异,安全环保,适合工业化大规模生产。
59 以石墨烯复合纳米材料制作电热膜的生产方法
具体方法:二水乙酸锌加入到二甘醇中回流,反应完毕后的产物通过离心清洗收集后干燥,得到ZnO纳米粉末;ZnO纳米粉末加入到氧化石墨烯乙醇溶液中为混合溶液,将混合溶液超声分散,混合均匀后经冷冻干燥得到粉末,再经热还原后即可得到ZnO—Go纳米复合材料;以ZnO—Go纳米复合材料和氯化铝为反应物,以一水乙酸铜、四水乙酸锰为掺杂剂,以乙二醇甲醚作助溶剂,乙醇作溶剂,溶解、陈化得镀膜液,将欲施膜基体加热,通过喷镀镀膜液在基体表面上水解形成AZO电热膜。电热膜液配方充分利用石墨烯的优良物理化学特性,生产的电热膜器具性能优良,功率稳定,功率衰减较低。
60 石墨烯电热膜及其制备方法和应用
石墨烯电热膜包括以下重量份数的原料:氧化石墨烯68‑90份、水性氟碳树脂30‑40份、二壬基萘磺酸钙11‑15份、乳酸锌10‑15份、2,5‑呋喃二甲酸6‑18份。石墨烯电热膜通过氧化石墨烯、水性氟碳树脂、二壬基萘磺酸钙、乳酸锌和2,5‑呋喃二甲酸制备而成,具有优异的耐反复弯折性能、导电性能和导热性能;石墨烯电热膜还具有裂伸长率、强度高、附着力强、漏电流小、电阻变化率低等优点;制备工艺简单,可实现工业化生产。
61 石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法
该方法以电化学剥离得到的石墨烯产物为原料,无需进行繁琐的分离,而是通过多次浸泡除杂、以乙醇为分散介质进行机械剪切、静置控温、砂磨、过筛后得到稳定的石墨烯/石墨复合水性导电浆料,解决了石墨烯水溶性差的问题,同时解决了其稳定性差的问题,制备所得的导电浆料可直接用于水系电热膜的制备。
62 石墨烯恒温电热膜及其制备方法
在室温条件下,将石墨烯、烷烃类物质、树脂、有机溶剂以及助剂充分搅拌制成混合浆料,将浆料涂布至基膜表面,干燥后在膜两端设置导电电极,去除基膜后覆盖绝缘膜即得到石墨烯恒温电热膜。制备的石墨烯恒温电热膜由于加入了具有特殊结构的石墨烯材料,因而其导电导热性能优于现有技术,可在不引入其他温控装置的前提下实现低温范围内的自恒温(常温PTC热控效应)。基于优良的电热性能和远红外辐射效应,在保暖保健产品领域具有广阔的应用前景。
63 石墨烯浆料及其制得电热涂料、电热膜以及该电热涂料、电热膜在电热采暖中的用途
涉及电热材料技术领域。上述石墨烯浆料主要由膨胀石墨与纤维素衍生物制备得到,所述石墨烯浆料中石墨烯为单层和少数层石墨烯的混合,具有以下技术指标:石墨烯层数为1~3层,直径3~7μm。所述电热涂料包括上述石墨烯浆料、水性高分子树脂、硅溶胶、水性润湿分散剂、无机填料、助剂和水,由上述原料制备得到的电热涂料具有柔韧性好、耐温耐热性能佳,导电性能强的优势。
64 石墨烯电热浆料及其制备方法
消泡剂为有机硅消泡剂,所述抗静电剂为单棕榈酸甘油酯。该石墨烯电热浆料及其制备方法利用高比表面积,大片径,高导电性和导热性的石墨烯,利用粒径较小的导电炭黑或导电石墨粉,两者混合作为导电填料,导电炭黑或导电石墨粉可附着在片状石墨烯表面,一方面可防止石墨烯聚集,另一方面在层与层石墨烯之间形成导电通路,并且用导电炭黑或导电石墨粉可控制浆料具有合适的电阻值,使其达到所需的发热效果。
65 高电导率自粘结石墨烯低压发热浆料及其制备方法和应用
高电导率自粘结石墨烯低压发热浆料,其原料按质量的配方如下:石墨烯20~40份、发热碳浆30~50份、树脂1~5份、溶剂A5~15份、分散剂10~20份、水性交联偶合剂5~10份、消泡剂2~6份、防沉降剂3~5份;其中:所述石墨烯是利用剪切剥离法制备而成。采用剪切剥离法对石墨原料直接进行高速剪切处理,使石墨片层发生剥离,脱落形成石墨烯,制备出的石墨烯层数较低,缺陷少。另外,制备的石墨烯低压发热浆料仅需要小于36v的低压,低电压安全性更高,且发热稳定性好,热转化效率高、使用寿命更持久,更安全环保。
66 急速发热浆料制备方法
一种安全性强、加热速度快,通过感应急速加热组件和发热浆料的配合,增加了发热浆料的急速发热性,通过对中频交流线圈或高频交流线圈进行通电即可实现极片金属箔材迅速加热,在很短时间内温度上升到所需工况温度的急速发热浆料制备方法。
67 石墨烯快发热膜及其制备方法
该制备方法包括以下步骤:步骤(1):将有机溶剂与石墨烯薄片混合形成混合液;步骤(2):分批将混合液置于搅拌研磨装置中搅拌研磨形成纳米石墨烯浆料;步骤(3):在纳米石墨烯浆料里加入粘合剂、分散剂和增稠剂,搅拌混合1‑3h,形成混合液;步骤(4):将纳米石墨烯浆料涂布在PI膜上,形成石墨烯涂层;步骤(5):将步骤(4)制得的产物进行干燥处理,形成石墨烯快发热膜。制备工艺简单,发热膜具有良好的导电性、散热性和抗电磁波性,适用于各个领域的应用,其对未来以石墨烯作为发热体的发热器件的开发具有重要的意义。
68 硼化石墨烯高导热浆料及其制备方法
该硼化石墨烯高导热浆料由以下步骤制得:首先先制得硼化石墨烯,并利用硅烷偶联剂对硼化石墨烯进行改性,以获得功能性硼化石墨烯分散液;在搅拌状态下,向功能性硼化石墨烯分散液中加入纳米二氧化硅粒子,混合30‑120分钟按质量份计,将3‑5份含有1.5%‑3.5%的硼化石墨烯的功能性硼化石墨烯分散液,与20‑30份有机溶剂,4‑8份的助剂和补足至80份的纳米二氧化硅粒子采用三维混合技术,充分混合均匀,得到硼化石墨烯高导热浆料。从而提高了浆料与基板的结合力,表现出良好的附着力,提高导热材料的品质性。
69 可卷曲柔性电热膜及其制作方法
包括:45‑70%的热塑性弹性体,6‑40%的石墨烯复合导电剂,1‑5%的抗氧化剂,3‑10%的流动剂,3‑8%的橡胶增塑剂,1‑3%的表面活性剂。由于热塑性弹性体组分的存在,使得电热膜具有优异的柔性;由于石墨烯复合导电剂组分的存在且合理的重量百分比,使得电热膜可采用5V低电压供电,可作为各类发热服饰的热源。
70 石墨烯复合浆料、发热涂层及其制备方法
表面分散剂在石墨烯复合浆料中的重量百分比为1%~5%;载体粘接剂在石墨烯复合浆料中的重量百分比为10%~80%;石墨烯分散液在石墨烯复合浆料中所占的重量百分比为3%~15%;基料在石墨烯复合浆料中的重量百分比为16%~70%。通过原材料配方的改进和加工工艺的改进,提高了墨烯远红外加热技术的发热温度。
71 石墨烯水性发热膜导电浆料
包括浆料A、浆料B和浆料C;浆料A包括碳纳米管,第一分散剂和去离子水;浆料B包括球形导电炭黑、第二分散剂和去离子水;浆料C包括石墨烯、第三分散剂、粘结剂和去离子水;选择水性粘结剂,将以上三种浆料进行复合调制,最终得到石墨烯水性发热膜导电浆料。首先对石墨烯进行改性,添加了环氧树脂单体进行乳化,使得改性后的石墨烯更具有粘结性;根据碳纳米管特性,添加碳纳米管分散剂,改变其表面活性,从而使得其更方便与其他基团进行连接,最后还根据涂布的种类选择不同的水性粘结剂,从而得到高电导率、涂布厚度更薄、更加水性环保的导电浆料。
高密度高强度石墨国内外研发现状
美国POCO Graphite Inc 利用超细粉石墨材料在2500℃以上,压力作用下的蠕变特性,成功开发再结晶石墨。再结晶石墨是在高温高压下使多晶石墨晶粒长大并走向排列而得到的高密度材料,石墨体内的缺陷(砂眼、裂纹等)消失,体积密度可达到1. 85-2.15g/cm3。
日本住友金属公司用MCMB 成功研制体积密度1.98-2.00g/cm3高密度各向同性石墨。日本无机材料研究所在沥青的苯不溶物添加蒽油和1, 2一苯并菲等高沸点有机化合物,加热至350-600℃,制成粒径>1-100 的MCVIB 在4MPa的成型压力下成型,石墨化后得到高密度各向同性石墨。
揭斐川电气公司用B阶缩合稠芳多核芳烃(COPNA)树脂为原料,在200 ℃模压成型,固化后,再在400-500℃的条件下和非氧化性气氛中热压处理,经过后续工作得到高石墨化、导热性和导电性俱佳的高强高密(1. 85g/cm3) 石墨材料。
与发达国家相比还有很大差距
然而,尽管天然石墨是中国的优势矿物资源,储量、产量、国际贸易量均居世界前位,但中国的石墨产业布局严重畸形的局面却亟待改变。民进中央长期调研发现,长期以来国内石墨产业矿产资源资料落后,生产品级划分不严,浪费严重,基本上处于采选和初加工阶段,技术严重落后,产品绝大部分为普通中高炭矿产品。值得注意的是,日、美等发达国家将天然石墨作为战略资源,却利用中国的廉价原料,深加工成能够在电子、能源、环保、国防等领域应用的先进石墨材料,以极高的价格占领国际市场并返销中国。
我国石墨主要出口国家分别是美国、日本、韩国、德国等,每年出口量占世界各国总出口量的80%以上。日本是全球最大的石墨进口国,其中98%从我国进口,美国天然鳞片石墨完全依靠进口,其中48%来自我国。我国石墨初级产品的出口国又恰恰是我国高附加值石墨产品的进口国。在我国大量出口石墨初级产品的同时,美、日、韩等发达国家却早早把石墨列为战略资源,严格控制开采,以采代购。
高纯石墨 发展高附加值石墨制品的关键
中国生产的天然石墨产品中,绝大部分是最初级的加工产品。这些初级加工产品,都面临着产能过剩的问题,而产能过剩又压制了价格。伴随初级产品出口为主,中国石墨的高附加值产品研发和生产则明显缺失,随着科学技术的不断进步,高纯微细石墨的用途越来越广。普通的高碳石墨产品已不能满足原子能,核工业的飞速发展急需大量的高纯石墨。
据2011年不完全统计,中国高纯石墨年需求量约为20万吨左右。国外以其技术优势在高纯石墨方面占据领先地位,并在石墨高技术产品方面对中国进行禁运。目前中国高纯石墨技术只能勉强达到纯度99.95%,而99.99%乃至以上的纯度只能全部依赖进口。2011年,中国天然石墨产量达到约80万吨,均价约为4000元/吨,产值约为32亿元。目前,进口99.99%以上高纯石墨的价格超过20万元/吨。其进出口由于技术壁垒导致的价差非常惊人。
加强技术研发,提高产品质量
高密度高强度石墨较传统石墨除了具有高密度,高强度的强度外,还具有良好的热稳定性。良好的热稳定性是使石墨高温使用中抗氧化性能大幅度提高,特别在模具行业,比传统石墨可延长20-50% 的寿命。
对于中国石墨行业而言,技术进步是其发展的重心和关键。许多国家,尤其是一些发达国家,不断致力于提高技术水平来开发石墨新产品和新用途,甚至由于多年积累,已经形成寡头垄断的态势。例如氟化石墨主要由美、日、俄生产;膨胀石墨主要由美、日、德、法等国垄断;其中高纯膨胀石墨只有日本生产。
近几年,我国涌现出许多石墨新技术和优秀科技成果,高纯石墨材料开发与应用取得了可喜的进步。只有不断依靠技术创新提高企业核心竞争力作为生存发展之道,不断培育技术人才,加大科技投入,提高科技转化、创新能力,才是石墨企业发展的根本。 为帮助国内石墨生产企业提高产品质量,发展高端产品,我们特收集整理精选了本专集资料。
石墨提纯 现有工艺存在缺陷
随着技术的不断发展,通过选矿工艺得到的鳞片状高碳石墨产品己不能满足某些高新行业的要求,因此需要进一步提高石墨的纯度。目前,国内外提纯石墨的方法主要有浮选法、酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中,酸碱法、氢氟酸法与氯化焙烧法属于化学提纯法,高温提纯法属于物理提纯法。
1、 浮选法:是利用石墨的可浮性对石墨进行富集提纯,适应于可浮性好的天然鳞片状石墨,石墨原矿经浮选后最终精矿品位通常为90%左右,有时可达94%~95% 。使用此法提纯石墨只能使石墨的品位得到有限的提高,是因为部分硅酸盐矿物和钾、钠、钙、镁、铝等化合物里极细粒状浸染在石墨鳞片中,即使细磨也不能完全单体解离,所以采用选矿方法难以彻底除去这部分杂质。
2、 酸碱法:是当今我国高纯石墨厂家中应用最广泛的方法,其原理是将NaOH与石墨按照一定的比例混合均匀进行锻烧,在500-700℃氯化焙烧法的高温下石墨中的杂质如硅酸盐、硅铝酸盐、石英等成分与氢氧化钠发生化学反应,生成可溶性的硅酸钠或酸溶性的硅铝酸钠,然后用水洗将其除去以达到脱硅的目的;另一部分杂质如金属的氧化物等,经过碱熔后仍保留在石墨中,将脱硅后的产物用酸浸出,使其中的金属氧化物转化为可溶性的金属盐,而石墨中的碳酸盐等杂质以及碱浸过程中形成的酸溶性化合物与酸反应后进入液相,再通过过滤、洗涤实现与石墨的分离,从而达到提纯的目的。但是此种提纯方法的缺点在于需要高温锻烧,设备腐蚀严重,石墨流失量大以及废水污染严重,且难以生产碳含量99.9%及以上的高纯石墨。
3、 氢氟酸提纯法:是利用氢氟酸能与石墨中几乎所有的杂质反应生成溶于水的化合物及挥发物,然后用水冲洗除去杂质化合物,从而达到提纯的目的。使用氢氟酸法提纯石墨,除杂效率高、能耗低,提纯所得的石墨品位高、对石墨的性能影响小。但由于氢氟酸有剧毒和强腐蚀性,生产过程中必须有严格的安全防护措施,对于设备要求严格导致成本升高;另外氢氟酸法产生的废水毒性和腐蚀性都很强,需要严格处理后才能排放,环保环节的投入又使氢氟酸法的成本大大增加,如污水处理稍不到位,会对环境造成巨大污染。
4、氯化焙烧法是将石墨矿石在一定高温和特定的气氛下焙烧,再通入氯气进行化学反应,使石墨中的杂质进行氧化反应,生成熔沸点较低的气相或凝聚物的氯化物及络合物逸出,从而达到提纯的目的。由于氯气的毒性、严重腐蚀性和污染环境等因素,在一定程度上限制了氯化焙烧工艺的推广应用。
5、高温法提纯石墨,是因为石墨是自然界中熔点、沸点最高的物质之一,熔点为3850 士50℃,沸点为4500℃,远高于所含杂质的熔沸点,它的这一特性正是高温法提纯石墨的理论基础。将石墨粉直接装入石墨士甘锅,在通入惰性保护气体和少量氟利昂气体的纯化炉中加热到2300~3000℃,保持一段时间,石墨中的杂质因气化而溢出,从而实现石墨的提纯。虽然高温法能够生产99.99%以上的超高纯石墨,但因锻烧温度极高,须专门设计建造高温炉,设备昂贵、投资巨大,对电力口热技术要求严格,需隔绝空气,否则石墨在热空气中升温到450℃时就开始被氧化,温度越高,石墨的损失就越大。这种设备的热效率不高,电耗极大,电费高昂也使这种方法的应用范围极为有限,只有对石墨质量要求非常高的特殊行业(如国防、航天等)才采用高温法小批量生产高纯石墨。
(二) 低能耗石墨提纯技术 国内最新研制
据恒志信网消息:针对石墨提纯现有技术存在的问题。武汉工程大学研制成功一种对天然石墨进行高纯度提纯的方法及装置。该方法能耗低,所得到的石墨的纯度高,其装置简单。
与现有技术相比,新工艺的有益效果是:
1、工艺新颖、装置简单、能耗低、升温迅速,是采用等离子体炬加热技术,利用热等离子体局部超过4000℃的高温,使石墨原料中的杂质在短时间内充分气化,实现提纯石墨目的,可以实现石墨的连续提纯。
2、原理与现行高温提纯法一致,但由于是将石墨粉直接送入具有极高温度的等离子体焰流中直接加热,因此热利用率极高。而采用现有高温炉提纯,热能除了加热物料外更多的是在加热炉体,并被散发到环境中。
3、采用新技术工艺,石墨的纯度高(碳质量含量≥98.7%)。初始碳质量含量90% 、粒度100目的石墨,经过一次提纯后碳质量含量98.7% ;经过第二次提纯碳质量含量99.5% 经过第三次提纯碳质量含量99.9%;如再经过几次循环石墨提纯到碳质量含量99.99%。
资料中详细描述石墨提纯的方法及其装置,其能耗远低于现行高温提纯法。石墨的纯度高,装置简单。
(三)天然隐晶质石墨(矿)剥离提纯方法
天然隐晶质石墨是我国的优势矿产资源之一,主要用于铸造、石墨电极、电池碳棒、耐火材料、铅笔和增碳剂等方面。隐晶质石墨晶体极小,石墨颗粒嵌于粘土中,很难分离。由于隐晶质石墨原矿品位高(一般含碳60%-80%),部分可达95%,平均粒径。.01-0.1μm,用肉眼很难辨别,故称隐晶质石墨,俗称土状石墨。与鳞片石墨相比,土状石墨碳含量高,灰分多,晶粒小,提纯技术难度大,使其应用范围受到极大限制。在我国,通常都是将开采出来的石墨矿石经过简单子选后,直接粉碎成产品出售。因此天然隐晶质石墨资源得不到充分的利用,甚至盲目出口,造成资源的浪费。鉴于天然隐晶质石墨的技术含量和附加值极低,而我国市场需要的高纯超细石墨则多数依赖进口,开展天然隐晶质石墨的提纯新方法尤为紧迫。
据恒志信网消息:湖南大学最新研制成功天然隐晶质石墨的提纯新方法,解决了现有技术中天然石墨矿,特别是隐晶质石墨提纯技术难度大、成本高、污染大、资源浪费严重的问题,适用于不同品味、不同矿质的天然石墨的提纯,且成本低,环境污染小,低能耗,简单易行,具有广泛的应用前景。
天然隐晶质石墨的提纯新方法具有如下优点:
1、新技术所采用的插层剂原料价格低,可循环使用或回收利用。
2、新技术对石墨结构无明显破坏,也不会产生明显缺陷,对大尺寸鳞片石墨具有保护作用。
3、新技术所生产的产品多元化(高碳石墨、高纯石墨、石墨烯和石墨烯纳米片) ,可根据市场需求调整产品结构。
4、新技术可在现有石墨浮边生产线上增添一定工艺设备进行实施,工艺简单,设备要求低,条件温和,成本低。
5、新技术不使用酸和碱,污染物产生少,对环境友好。
6、新技术适用于不同的固定碳含量的天然石墨矿,也可用于与辉钼矿的剥离提纯。
技术指标:原料:高碳隐晶质石墨粉(固定碳含量为43.2% 200目)
成品:高纯石墨(碳含量99.95% ),石墨回收率72% 。
【资料描述】
资料中详细描述了天然隐晶质石墨的提纯新方法、矿浆液调制方法、超声剥离的矿浆液、浮选、提纯等等步骤、以及生产实施例等等。
纯度≥99.999% 天然石墨高温提纯新技术
【石墨高温提纯技术背景】
石墨作为工业原料,尤其在一些特殊行业以及原子能工业、汽车工业、航天技术、生物技术等高新技术工业,不但对石墨的碳含量要求极高,同时也要求在石墨的成分中不能含有过多的微量元素,必须是99.9%以上的高纯度石墨,然而现在一般的天然石墨含碳量均无法满足这些行业对高纯度石墨的要求,目前对天然石墨采取的提纯法仍是利用石墨的耐高温的性能,从而使用高温电热法提高石墨纯度,由于此工艺复杂,需要建设大型电炉,电力资源浪费严重,同时需要不断通入惰性气体,造成成本高昂。尤其重要一点,是当石墨纯度达到99.93%时,己达到极限,无法使石墨的固定碳含量继续提高。目前对于氯气提纯尚未形成工业化生产。
现有技术存在工艺复杂、对原料的颗粒选择过大等缺点。国内外有采用高温提纯天然鳞片石墨,即将天然石墨装入己石墨化过的石墨士甘塌内进行石墨化提纯,利用石墨士甘锅具有良好的导电、导热以及耐高温特性,石墨灰粉2700℃度以上高温气化逸出,该方法能将纯度提高至99.99% 以上,但高温石墨纯化存在纯化时间长、工艺流程复杂、要求较高的温度同时严重浪费电力资源,然而化学提纯石墨的方法由于工艺落后,对于小颗粒的石墨不能较好的回收,对环境造成污染,并且纯度亦不能满足市场对产品的需求。
【高纯度天然石墨的提纯新方法 研制成功】
据恒志信网消息:针对上述现有技术存在的问题中。国内新研制成功一种纯度高、工艺简单、节省电力资源、利于石墨回收的高纯度天然石墨的提纯方法。是采用高温提纯石墨的方法,经过高温反应、化学提纯、洗涤、脱水后获得高纯度的石墨,利用氧化剂、络合剂与天然石墨进行反应,去除原料中杂质,得到微量元素含量低,性能稳定的石墨。新工艺对含碳量>60%的石墨原料进行纯化,得到纯度大于99.9991%,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨,具有工艺简单,易于操作,生产效率高,耗电量低,不需要大型的加工设备,节约生产成本。
【新技术优点】
在石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。
1、新提纯工艺利用氧化剂和络合剂与天然石墨原料进行化学反应,去除原料中Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO 等杂质,从而生产出微量元素含量低,性能稳定的产品。而现有国内石墨提纯工艺中均采用化学提纯或氧化提纯工艺,对于6000目以上的天然石墨则提纯的纯度很难达到99.9以上。
2、目前国内大多在提纯过程中采用自来水用于石墨的提纯工艺中,由于一般的水质中均含有Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等离子物质,不利于去除石墨中本身所含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205 、CuO等杂质,新技术方案的工艺中采用经过离子交换树脂处理过的不含Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子的纯水,更好的去除石墨中所含有的Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+ 等杂质离子,同时可以使石墨中的pH 值达到6.4-6.9 。从而得到纯度高达99.999% 以上,灰粉<1PPM,微量元素<0.5PPM的石墨。
3、新技术方案工艺中将反应釜内的温度加热至85-90℃,可以是石墨与所加入的氢氟酸、盐酸、硝酸和乙二胺四乙酸与石墨中的所含的Ca2+、Mg2+、CL-、Si2+等杂质离子能够进行充分的化学反应,通过洗涤、脱水后,去除石墨中含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO等杂质,新技术方案中所选用的温度范围,并按照所述的温度范围进行提纯,能够使提纯达到最佳效果。络合剂具有分散、悬浮作用和很强的络合能力,在较小用量甚至极小用量就能达到需要的络合程度,络合剂还能有Ca2+、Mg2+等金属离子发生络合,形成金属络合物,从而达到去除金属离子的目的。
4、新技术方案工艺中加入的络合剂能是络合剂与石墨中的Ca2+、Mg2+等离子发生络合,形成金属络合物,通过洗涤、脱水去除石墨中含有的Si02 、A1203 、MgO 、CaO 、P205、CuO等杂质,技术方案选用合适的络合剂,并按照所述的比例加入进行提纯够进一步提高纯化的效果.
5、新技术工艺可对粒度为100-10000目,含碳量>60% 的石墨原料进行纯化,得到纯度为99.999% 的石墨成品,具有工艺简单,易于操作,反应时间短,生产效率高,耗电量低,在提纯过程中不需要大型的加工设备,节约生产成本。所得产品可应用于电子工业、国防尖端工业、化学分析工业、核工业、航天工业等高科技领域。
【高纯度天然石墨的提纯方法】部分摘要
提纯步骤为:
步骤一、取含碳量>60% 的石墨400公斤,放入反应釜Ⅰ内,按石墨的重量百分比依次加入30公斤乙二胺四乙酸、50公斤氢氟酸(浓度40%)、2公斤硝酸(浓度98%)。盐酸(浓度30%),后加入100L水,开机搅拌,转速200转/分钟,搅拌时间20分钟;
步骤二、升温反应,开启反应釜上温控装置,使反应釜内的温度升至85℃,反应4小时,反应过程中每隔50分钟搅拌一次,每次搅拌时间3分钟,搅拌速度200转/分钟,反应完成后,再静置3小时,静置完成后排出反应釜内尾气,制得混合料浆A;
步骤三、将混合料浆A 置入冷却塔Ⅱ内,向冷却塔Ⅱ内注入重量为混合料浆A两倍量的纯水,形成混合料浆A-2,边注水边搅拌,搅拌速度200转/分钟,搅拌至冷却塔II内的温度降至35℃止,完成降温后,打开冷却塔II 的放料阀,将混合料浆A-2 置入洗涤器Ⅲ内;
步骤四、将混合料浆A-2置入洗涤器Ⅲ中后,向洗涤器Ⅲ中注入纯水,边注水边洗涤,洗涤器Ⅲ的洗涤转速500转/分钟,洗涤至混合料浆A-2 的pH值呈6.4止,后将洗涤器III的转速设置为1000转/分钟,进行离心脱水,脱水至混合料浆A-2的含水量为20%止,停止脱水,制得混合料浆B;
步骤五、混合料浆B 重新放入反应釜Ⅰ内,按石墨重量百分比加入80公斤硫酸(浓度98%)、40公斤氢氟酸(浓度40%),然后加入纯水100L,搅拌20分钟,搅拌速度为200转/分钟;
步骤六、第二次升温反应,开启反应釜Ⅰ的温控装置,使反应釜Ⅰ内的温度升至85℃,反应2小时,反应过程中每隔1小时进行一次搅拌,每次搅拌时间3分钟,每次搅拌速度为200转/分钟,反应结束后,关闭电源,打开反应釜I 上的尾气排放阀,将反应釜I内的废气排出,制得混合料浆C;
步骤七、 步骤八、步骤九、步骤十、步骤十一、步骤十二
...............略 详细步骤请见本资料专集
步骤十三、将脱水后的混合料浆H 送至烘干设备上烘干,烘干温度为150-350 ℃,烘干后的含水量<0.1% ,碳含量为99.9991% -99.9995%,制得产品;
【资料描述】
资料中详细描述了高纯度天然石墨的提纯技术的制备方法、现有技术所存在的问题,性能和优点、实施例等等。
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