本實(shí)用新型屬于化工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及量產(chǎn)氧化石墨烯薄膜的機(jī)械設(shè)備。

背景技術(shù)：

石墨烯是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，在移動(dòng)設(shè)備、航空航天、新能源電池等領(lǐng)域有著非常巨大的應(yīng)用前景。石墨烯材料的開發(fā)和推廣極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

氧化石墨烯是一種性能優(yōu)異的新型碳材料，具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán)。氧化石墨烯是石墨烯氧化后的產(chǎn)物，氧化石墨烯仍保持石墨烯的層狀結(jié)構(gòu)，但在每一層的石墨烯單片上引入了許多氧基功能團(tuán)，這些功能團(tuán)給石墨烯材料的應(yīng)用帶來了更多的可能，具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

目前，公知的氧化石墨烯薄膜制備大部分存在于實(shí)驗(yàn)室，制備成本很高，且很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，僅是少量或微量生產(chǎn)，這大大限制了氧化石墨烯薄膜的推廣應(yīng)用。

而本實(shí)用新型為了解決大規(guī)模的氧化石墨烯薄膜的制備問題，發(fā)明了一條可連續(xù)制備不同性能的氧化石墨烯薄膜的生產(chǎn)線，大大地降低了氧化石墨烯薄膜的制備成本，促進(jìn)了下游企業(yè)對氧化石墨烯薄膜的應(yīng)用。從而可以逐步打開石墨烯應(yīng)用市場。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中氧化石墨烯薄膜無法連續(xù)性大規(guī)模生產(chǎn)，從而導(dǎo)致氧化石墨烯制備成本居高不下的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型突破性地將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)線與實(shí)驗(yàn)室中氧化石墨烯薄膜的制備結(jié)合在一起，在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，可以實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯薄膜的連續(xù)性大規(guī)模制備。為此本實(shí)用新型提供一種可大規(guī)模量產(chǎn)氧化石墨烯薄膜的設(shè)備，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下所示：

本實(shí)用新型提供一種大規(guī)模量產(chǎn)氧化石墨烯薄膜的設(shè)備，該設(shè)備依次包括反應(yīng)釜、傳送帶、促凝劑噴霧系統(tǒng)、薄膜軟化系統(tǒng)、薄膜烘干系統(tǒng)和切割系統(tǒng)。

所述反應(yīng)釜包括兩個(gè)進(jìn)料口、循環(huán)水冷系統(tǒng)、雙層外殼和攪拌電機(jī)。所述攪拌電機(jī)安裝在反應(yīng)釜上方，選擇可調(diào)速交流電機(jī)，按程序輸出不同的轉(zhuǎn)速。

所述傳送帶包括兩段，每段兩頭由滑輪固定，每個(gè)滑輪由低速電機(jī)帶動(dòng)。兩段傳送帶的速度要保持一致。所述傳送帶外表面十分光滑平整，而且抗酸性腐蝕，這有利于提高氧化石墨烯薄膜表面的平整度。也有利于薄膜從傳送帶上的剝離；其內(nèi)表面粗糙，防止在滑輪處打滑。

所述促凝劑噴霧系統(tǒng)包括進(jìn)液口，高壓氮?dú)?、雙層噴管。所述促凝劑從里層管注入，高壓氮?dú)鈴耐鈱庸車娙?，在噴口處將促凝劑噴成小液珠。其中所述促凝劑噴霧系統(tǒng)與傳送帶間距要適當(dāng)，確保噴嘴噴出的促凝劑范圍的直徑能大于傳送帶寬度。

其中所述的高壓氮?dú)猓鋲簭?qiáng)要適中，太大會使噴出的促凝劑破壞氧化石墨烯漿液的表面，從而形成氣泡等缺陷。

其中所述的促凝劑起促凝、修飾作用?？蛇x擇水合肼、抗壞血酸鈉、氨水、氯化鈣或聯(lián)氨等中的一種或幾種。

所述薄膜軟化系統(tǒng)由若干個(gè)大小相同滑輪組成，每個(gè)滑輪都有低速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其速度要保持一致。所述薄膜軟化系統(tǒng)中的每個(gè)滑輪之間的間距要小，防止薄膜起皺。

所述薄膜烘干系統(tǒng)包括加熱元件和保溫元件，內(nèi)襯由保溫磚砌成。其中所述加熱元件安裝在系統(tǒng)內(nèi)部中間部位，使傳送帶上從左到右的溫度變化為由低到高再到低。

所述切割系統(tǒng)包括電機(jī)和切刀。切刀的寬度和傳送帶保持一致。

在使用本實(shí)用新型提供的設(shè)備時(shí)，通過反應(yīng)釜的兩個(gè)進(jìn)料口，將原料加入到反應(yīng)釜中，在攪拌電機(jī)的攪動(dòng)下，生成氧化石墨烯漿液，由出漿口均勻地流到傳送帶上，在傳送帶上留下薄薄的一層漿液。當(dāng)漿液經(jīng)過促凝劑噴霧系統(tǒng)時(shí)，促凝劑通過高壓噴嘴噴到傳送帶上，使氧化石墨烯漿液迅速凝固成薄膜。薄膜隨著傳送帶被傳送到薄膜軟化系統(tǒng)中，經(jīng)過上下彎曲來增強(qiáng)薄膜的韌性和抗拉強(qiáng)度。最后傳送帶將氧化石墨烯帶到切割系統(tǒng)中，切刀按設(shè)置好的程序每隔一定的時(shí)間落刀，可以得到不同長度的氧化石墨烯薄膜成品。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：1、本實(shí)用新型提供的氧化石墨烯薄膜的生產(chǎn)設(shè)備構(gòu)造簡單，過程可控，自動(dòng)化程度高，整條生產(chǎn)線基本實(shí)現(xiàn)無人化工作；2、所述設(shè)備可實(shí)現(xiàn)連續(xù)性、大規(guī)模生產(chǎn)氧化石墨烯，有利于氧化石墨烯的推廣和應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的氧化石墨烯薄膜生產(chǎn)設(shè)備示意圖；

其中，a-進(jìn)料口1，b-進(jìn)料口2，c-出水口，d-進(jìn)水口，e-促凝劑進(jìn)料口；

1-傳送帶，2-反應(yīng)釜，3-高壓氮?dú)猓?-促凝劑噴霧系統(tǒng)，5-薄膜烘干系統(tǒng)，6-切割系統(tǒng)，7-薄膜軟化系統(tǒng)，8-攪拌電機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖來說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例中的大規(guī)模量產(chǎn)氧化石墨烯薄膜的設(shè)備依次包括反應(yīng)釜2、傳送帶1、促凝劑噴霧系統(tǒng)4、薄膜軟化系統(tǒng)7、薄膜烘干系統(tǒng)5和切割系統(tǒng)6。

所述薄膜軟化系統(tǒng)7由若干個(gè)大小相同滑輪組成，每個(gè)滑輪都有低速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其速度要保持一致。

所述薄膜烘干系統(tǒng)5包括加熱元件和保溫元件，內(nèi)襯由保溫磚砌成。薄膜烘干系統(tǒng)的加熱元件使用陶瓷加熱燈，安裝在加熱室中間部位。用溫度傳感器開關(guān)控制，使溫度始終保持在80攝氏度。薄膜烘干系統(tǒng)墻壁厚度為15厘米，根據(jù)溫度的高低可分為3部分，即升溫、恒溫、降溫。外層有保溫磚砌成，中間塞有棉花，里層用保溫磚砌成。

所述反應(yīng)釜2包含兩個(gè)進(jìn)料口a和b、循環(huán)水冷系統(tǒng)、雙層外殼和攪拌電機(jī)8。所述攪拌電機(jī)8安裝在反應(yīng)釜2上方。所述反應(yīng)釜2下方的出漿口左壁短于右壁，兩壁間距5mm，右壁與傳送帶之間的間距可根據(jù)所需薄膜厚度來控制，右壁末端采用光滑的陶瓷包附。出漿口上方由電子閥門與氧化石墨烯漿體連接。

在傳送帶1上方安裝3個(gè)反應(yīng)釜2，兩個(gè)輪流出漿，一個(gè)作為備用，即可連續(xù)化生產(chǎn)。

所述傳送帶1包括兩段，每段兩頭由滑輪固定，每個(gè)滑輪由低速電機(jī)帶動(dòng)。傳送帶包括兩段，第一段長度為40米，第二段長度10米。兩段傳送帶1的速度要保持一致，傳送帶速度0.1米每秒。傳送帶寬度為1米，滑輪直徑0.5米，傳送帶選用帶式輸送機(jī)，采用A3低碳不銹鋼網(wǎng)帶作為載體。表面覆蓋一層聚乙烯薄膜來增加光滑度。

所述促凝劑噴霧系統(tǒng)4包括進(jìn)液口，高壓氮?dú)?、雙層噴管。所述促凝劑從里層管注入，高壓氮?dú)?從外層管噴入，在噴口處將促凝劑噴成小液珠。所述促凝劑可選擇水合肼、抗壞血酸鈉、氨水、氯化鈣或聯(lián)氨等中的一種或幾種。促凝劑噴霧系統(tǒng)4的氮?dú)鈮簭?qiáng)為20MPa，通過電子閥門控制輸出流量。凝固液由電子閥門控制流出，噴嘴距離傳送帶0.2米，兩個(gè)閥門相互調(diào)節(jié)，使噴出范圍寬度等于傳送帶寬度。

所述切割系統(tǒng)6包括電機(jī)和切刀，所述切刀的寬度和傳送帶保持一致。切割系統(tǒng)6安裝在第二段傳送帶上方，刀片落刀收刀時(shí)間短，控制在0.1秒內(nèi)。

在使用本實(shí)施例提供的設(shè)備時(shí)，通過反應(yīng)釜2的兩個(gè)進(jìn)料口a和b，將原料加入到反應(yīng)釜2中，在攪拌電機(jī)8的攪動(dòng)下，生成氧化石墨烯漿液，由出漿口均勻地流到傳送帶1上，在傳送帶1上留下薄薄的一層漿液。當(dāng)漿液經(jīng)過促凝劑噴霧系統(tǒng)4時(shí)，促凝劑通過高壓噴嘴噴到傳送帶1上，使氧化石墨烯漿液迅速凝固成薄膜。薄膜隨著傳送帶被傳送到薄膜軟化系統(tǒng)7中，經(jīng)過上下彎曲來增強(qiáng)薄膜的韌性和抗拉強(qiáng)度。最后傳送帶將氧化石墨烯帶到切割系統(tǒng)6中，切刀按設(shè)置好的程序每隔一定的時(shí)間落刀，可以得到不同長度的氧化石墨烯薄膜成品。