一种复合石墨烯层的木门制造技术

本发明专利技术公开了一种复合石墨烯层的木门，在木门表面包覆有石墨烯层，所述石墨烯层中碳含量大于90％。所述木门表面包覆有石墨烯层由石墨烯衍生物构成。本发明专利技术利用石墨烯的高导热能力及石墨烯层致密的包覆作用而提高木门的强度及耐热能力，降低热耗，节约能源。本发明专利技术在国际上首次提出在木门上涂布石墨烯层从而利用石墨烯高的导热性能以提高木门的导热和散热性能，防腐、防潮、防嗮、提高木门表面的硬度，延长木门的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种复合石墨烯层的木门
本专利技术属于木材加工的技术，涉及一种通过包覆具有良好导热能力及表面高硬度的石墨烯层而提高木门的表面硬度和传热性能，属于木门深加工的

技术介绍
随着家庭生活质量的提高，越来越多的家庭、办公或娱乐场所都安装有木门，由于木门的隔热和密封作用，木门在室内和室外都有使用，尤其是室外使用的木门，需要具有防腐、防潮、防嗮的功能，目前常用的做法是在木门上涂油漆，一旦使用几年时间后，油漆的防潮作用就会变的较差，尤其是防嗮的作用更加退化。在长期爆晒的环境下，木门容易产生变形，为了解决该问题，就要使用高质量的木门，或对木门作特殊处理，由此又提高了木门的成本。为此本申请在国际上首次提出在木门上涂布石墨烯层从而利用石墨烯的高导热、防腐、防潮、防嗮的性能，提高木门的防腐、防潮、导热和散热性能，提高木门表面的硬度。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种复合石墨烯层的木门，通过在木门上包覆石墨烯层，利用石墨烯的高导热能力及石墨烯层致密的包覆作用而提高木门的导热、散热及耐热能力，防腐、防潮、防嗮、延长木门的使用寿命。技术方案：本专利技术的一种复合石墨烯层的木门，在木门表面包覆有石墨烯层。优选地，所述石墨烯层中碳含量大于90％。优选地，所述复合石墨烯层的木门表面包覆的石墨烯层由石墨烯衍生物构成；首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的木门表面，随后在设定气氛下使得木门表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后将木门离开微波加热区并被冷却,获得表面复合石墨烯层的木门。优选地，所述石墨烯衍生物是指石墨烯的氧化物，包括氧化石墨烯和还原氧化石墨烯及石墨烯边缘衍生物。有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：(1)本专利技术在国际上首次提出在木门上涂布石墨烯层从而利用石墨烯高的导热性能以提高木门的导热和散热性能，防腐、防潮、防嗮、提高木门表面的硬度，延长木门的使用寿命。(2)本申请首次将石墨烯优异的导热能力及二维材料良好的表面包覆性能用于修饰木门，提高木门的导热、散热、耐热性能，同时提高木门的表面硬度。本专利技术提供的一种复合石墨烯层的木门具有热效率高、节能、环保的特点，因此有助于更好地服务社会。具体实施方式制备本专利技术的复合石墨烯层的木门：首先配制石墨烯衍生物溶液，然后将石墨烯衍生物溶液涂布在选定的木门表面，随后在设定气氛下使得木门表面石墨烯衍生物被微波加热处理，随后将木门离开微波加热区并被冷却,获得表面复合石墨烯层的木门。其中：所述石墨烯衍生物是指石墨烯的氧化物，包括氧化石墨烯和还原氧化石墨烯及石墨烯边缘衍生物。所述微波加热处理，是指石墨烯衍生物吸收微波而升温并导致氧化的石墨烯被还原，而边缘功能化石墨烯则发生脱边缘官能团的反应。所述微波加热处理的时间少于30秒。所述设定气氛是指惰性气氛、还原性气氛或者真空状态；惰性气氛是指气体不与石墨烯基材料反应的气体；还原性气氛是指气体中含有还原石墨烯衍生物的气体；真空状态是指气压小于4KPa。所述木门离开微波加热区并被冷却是指通过冷的气氛或者额外施加冷的流体而冷却。所述微波加热及随后木门离开微波加热区并被冷却的过程可以重复多次。所述石墨烯衍生物溶液涂布在选定的木门表面，随后在特定气氛下使得该木门被微波加热，随后将该木门离开微波加热区并被迅速冷却，系列过程可以重复多次，即可以多次涂布石墨烯衍生物以获取增厚的石墨烯层。所述涂布包括浸涂、喷涂、刷涂、层层组装涂布。下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一：首先制备氧化石墨烯粉末和还原氧化石墨烯粉末。30克石墨混合15g硝酸钠和750毫升浓硫酸。将混合物在冰浴中冷却到0摄氏度，并搅拌2h后，缓慢加入90克高锰酸钾，保持混合过程中混合物温度低于5摄氏度。该混合物再搅拌一个小时，并通过移除冰浴而加热到室温。混合物中添加1升蒸馏水并在油浴中的温度增加到90摄氏度。另外添加300毫升水，并再搅拌一个半小时。混合物的颜色变成棕色。混合物然后用30％的300毫升过氧化氢和30升热水处理和稀释。该混合物进一步用过量的水洗涤，直到溶液的pH值几乎是中性的从而获得氧化石墨烯。然后将氧化石墨烯在水中分散并用水合肼在80摄氏度还原12小时。还原氧化石墨烯以黑色沉淀形成，用0.45μmPTFE膜过滤收集，并用大量的水冲洗。产品通过甲醇、四氢呋喃(THF)和水用索氏提取法进一步纯化。最后，所获得的还原氧化石墨烯在0.05毫米汞柱真空环境下零下120摄氏度冻干。随后用去离子水配制5毫克/毫升的还原氧化石墨烯水溶液。将木门通过0.5毫克/毫升的还原氧化石墨烯水溶液浸液池进行涂布，然后进入150摄氏度烘房干燥，得到表面涂布有还原氧化石墨烯层的复合木门。然后复合木门在前控温区冷却至零摄氏度，随后进入氩气保护的中控温为零下10摄氏度的微波加热区。微波加热区由10个1000W微波炉连接而成，加热区长度达到1米，复合木门籍由微波加热约1秒，随后进入温度为0摄氏度的后控温区进行冷却，重复上述涂布-冷却-微波加热-冷却-挤压过程三次获得石墨烯层碳含量大于90％，使用温度范围由零下10摄氏度至100摄氏度的复合木门。实施例二：首先制备边缘羧基化的石墨烯薄片。5克石墨和100克干冰加入含有1000克的直径5毫米不锈钢球的不锈钢胶囊内。容器被密封并固定在行星球磨机(F-P4000)，并以500rpm(转/分)速度搅拌48小时。随后，内部压力通过一个气体出口缓慢释放。在球磨结束时通过在空气中打开容器盖，由空气中的湿汽引发羧化物发生剧烈的水化反应生成羧酸而发闪光。所得产品用1M盐酸溶液进行索氏抽提以彻底酸化羧酸盐和去除可能有的金属杂质。最终在0.05毫米汞柱真空环境下零下120摄氏度冻干48小时获得边缘羧基化石墨烯纳米片的暗黑色粉末。将0.1wt％的边缘羧基化石墨烯纳米片通过在异丙醇中超声30分钟获得均匀分散的溶液。通过喷头将0.1wt％边缘羧基化石墨烯纳米片异丙醇溶液喷淋至木门上，重复喷涂5次后，50摄氏度真空干燥24小时获得边缘羧基化石墨烯层包裹的复合木门。将该复合木门在氦气保护下以0.05米/秒的速度通过零下10摄氏度的温控区域使得纤维处于零下10摄氏度，然后通过功率为1000W的微波炉加热区进行加热约2秒，随后再次进入零下10摄氏度区域进行冷却，重复上述冷却-微波加热-冷却过程5次，木门的使用温度范围由零下10摄氏度至100摄氏度。实施例三：首先制备边缘卤代石墨烯纳米片。5克石墨加入含有1000克的直径5毫米不锈钢球的不锈钢胶囊内。然后胶囊密封并在0.05毫米汞柱真空压力条件下五次循环充和放氩气。此后，通过气缸压力为8.75atm从气体入口加入氯气。容器被密封并固定在行星球磨机(F-P4000)，并以500rpm(转/分)速度搅拌48小时。所得产品先后用甲醇和1M盐酸溶液进行索氏抽提以彻底去除小分子有机杂质及可能有的金属杂质。最终在0.05毫米汞柱真空环境下零下120摄氏度冻干48小时获得边缘氯化石墨烯纳米片的暗黑色粉末。然后配制0.01毫克/毫升的边缘氯代石墨烯异丙醇溶液。让木门距离静电喷雾器喷嘴6厘米，静电喷雾喷嘴上施加8KV的电压，并以200微升/分钟的速度通过喷嘴将0.01毫克/毫升的边缘氯代石墨烯异丙醇溶液喷涂到木门上，随后室温干燥，并重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合石墨烯层的木门，其特征在于在木门表面包覆有石墨烯层。

【技术特征摘要】
1.一种复合石墨烯层的木门，其特征在于在木门表面包覆有石墨烯层。2.根据权利要求1所述的复合石墨烯层的木门，其特征在于所述石墨烯层中碳含量大于90%。3.一种如权利要求1或2所述的复合石墨烯层的木门，其特征在于所述复合石墨烯层的木门表面包覆的石墨烯层由石墨烯衍生物构成；配制石墨烯衍生物溶液，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：许应海，
申请(专利权)人：南通海鹰木业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32