CN106674904A - 一种导热复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热复合材料及其制备方法。本发明的导热复合材料中包含石墨烯/铜复合材料作为导热填料。本发明的导热复合材料的原料组分包括:由树脂单体和固化剂构成的树脂基体20~50份;作为导热填料的石墨烯/铜复合材料45~80份,以及可选的偶联剂0.2~1份,可选的促进剂0.2~1份。本发明的导热复合材料不仅具有很好的导热性能,导热系数高达6.8W/m.K,还具备了优良的力学性能,在PCB电路板以及电子封装热界面材料等领域都可以得到广泛的应用。
Description
技术领域
本发明属于导热复合材料技术领域,涉及一种导热复合材料及其制备方法,尤其涉及一种包含石墨烯/铜复合材料作为导热填料的导热复合材料及其制备方法。
背景技术
目前导热胶所用的导热填料主要分为金属填料和无机填料两大类,而金属填料由于具备高热导率,高填充量而得到了广泛应用。目前金属填料中应用最多的就是银,虽然银具有高的热导率,但高昂的成本是限制其应用的最大因素。
超细球形铜粉作为一种功能材料,在导热、导电、冶金和润滑等方面具有广阔的应用前景。在应用时,铜粉的抗氧化性能、粒度和形状是评价其品质的重要依据。而且,铜粉具有较高的热膨胀系数(CTE),影响了它与低热膨胀系数物质的结合,大大影响了它的应用范围。
石墨烯作为一种二维材料,具有优异的热学、电学和力学性能,同时也有较低的热膨胀系数。石墨烯的这些优异特性使其在光电子器件、化学电源(如太阳能电池、锂离子电池)、气体传感器、催化剂和药物载体、抗静电和散热材料等领域有巨大的潜在应用前景。
热界面材料主要是由高分子材料和高热导率的填料复合而成。陶瓷、金属和金属氧化物是典型的导热填料。但是,高的填充量所能达到的热导率在1~5W/mK范围内,这依然不能满足现代电子器件对高的热导率的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种导热复合材料及其制备方法。本发明所制备的导热复合材料在35℃的热导率达到6.8W/mK,且具备很好的力学性能,在电子封装领域有很好的应用前景。
为达上述目的,本发明采用以下方案:
第一方面,本发明提供一种导热复合材料,所述导热复合材料中包含石墨烯/铜复合材料作为导热填料。
优选地,以所述导热复合材料的总质量为100wt%计,其中的作为导热填料的石墨烯/铜复合材料的质量百分比为50wt%~80wt%,例如为50wt%、52wt%、54wt%、56wt%、58wt%、60wt%、63wt%、65wt%、67.5wt%、70wt%、72wt%、74wt%、76wt%、78wt%或80wt%等,优选为80wt%。
作为本发明所述导热复合材料的优选技术方案,一种导热复合材料,按重量份计包括以下原料组分:
树脂基体 20份~50份
导热填料 45份~80份;
其中,所述导热填料为石墨烯/铜复合材料。
本发明中,“导热复合材料原料组分”:指制备导热复合材料所使用的原料。
本发明中,导热复合材料的原料组分中,树脂基体的重量份为20份~50份,例如20份、22份、25份、27份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42.5份、43.5份、45份、46份、48份或50份等。
本发明中,导热复合材料的原料组分中,导热填料的重量份为45份~80份,例如45份、47份、48份、50份、52份、54份、55份、58份、60份、62.5份、65份、67份、70份、73份、76份、78份或80份等。
优选地,所述树脂基体为树脂单体和固化剂的混合物。
优选地,所述树脂单体为双酚A二缩水甘油醚或双酚F二缩水甘油醚中的任意一种或两种的混合物。
优选地,所述固化剂为甲基六氢苯酐。
优选地,所述树脂基体中,所述树脂单体和所述固化剂的质量比为1:(0.7~1),例如为1:0.7、1:0.75、1:0.8、1:0.82、1:0.85、1:0.9、1:0.95或1:1等,优选为1:(0.7~0.9),进一步优选为1:0.85。
作为本发明所述导热复合材料的优选技术方案,所述导热复合材料的原料组分中还包括偶联剂和/或促进剂。
本发明中,所述“偶联剂和/或促进剂”指:可以是偶联剂,也可以是促进剂,还可以是偶联剂和促进剂的混合物。
优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂。
优选地,所述偶联剂的加入重量份为0.2份~1份,例如0.2份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份、0.9份或1份等。
优选地,所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑。
优选地,所述促进剂的加入重量份为0.2份~1份,例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份等。
优选地,所述偶联剂和所述促进剂的质量比为1:(0.8~1),优选为1:1。
作为本发明所述导热复合材料的优选技术方案,一种导热复合材料,所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为石墨烯/铜复合材料;树脂基体为树脂单体和固化剂按1:(0.7~0.85)混合得到的混合物。
作为本发明所述导热复合材料的进一步优选技术方案,一种导热复合材料,所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为石墨烯/铜复合材料;树脂基体为树脂单体和固化剂按1:(0.7~1:0.85)混合得到的混合物。
作为本发明所述导热复合材料的更进一步优选技术方案,一种导热复合材料,所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为石墨烯/铜复合材料;树脂基体为树脂单体和固化剂按1:0.85混合得到的混合物。
作为本发明所述导热复合材料的优选技术方案,所述石墨烯/铜复合材料包括表面修饰的铜粉颗粒以及包覆在所述表面修饰的铜粉颗粒的表面的石墨烯。
优选地,所述石墨烯/铜复合材料是将氧化石墨烯/铜复合材料在由还原性气体和惰性气体组成的混合气中热处理得到的,其中,所述氧化石墨烯/铜复合材料包括表面修饰的铜粉颗粒以及包覆在所述表面修饰的铜粉颗粒的表面的氧化石墨烯;
优选地,所述还原性气体为氢气;
优选地,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合,优选为氩气;
优选地,所述热处理的温度为850℃~1000℃,例如为850℃、875℃、880℃、900℃、920℃、940℃、950℃或1000℃等,优选为900℃。
优选地,所述热处理的时间为0.5h~2h,例如为0.5h、0.6h、0.75h、0.8h、1h、1.2h、1.3h、1.5h、1.75h或2h等,优选为1h。
本发明所述热处理在反应炉中进行,所述反应炉可以是管式炉和箱式炉等。
优选地,所述氧化石墨烯/铜复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)将氧化石墨烯分散到溶剂中,得到氧化石墨烯的分散液;
(2)使用修饰剂对铜粉进行表面修饰,得到表面修饰的铜粉;
(3)将步骤(2)得到的表面修饰的铜粉分散到溶剂中,得到表面修饰的铜粉的分散液;
(4)将氧化石墨烯的分散液和表面修饰的铜粉的分散液混合,得到均匀的混合液,分离并干燥,得到氧化石墨烯/铜复合材料。
优选地,步骤(1)所述溶剂为水。
本发明所述“水”可以是本领域常用的水,比如超纯水、蒸馏水和去离子水等。
优选地,步骤(1)所述氧化石墨烯的分散液的浓度为2mg/ml~4mg/ml,例如为2mg/ml、2.3mg/ml、2.5mg/ml、2.6mg/ml、2.8mg/ml、3mg/ml、3.2mg/ml、3.4mg/ml、3.5mg/ml、3.75mg/ml、3.85mg/ml或4mg/ml等,优选为2.5mg/ml~4mg/ml。
优选地,步骤(2)所述修饰剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨基丙基三甲氧基硅烷。
本发明所述“3-氨基丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨基丙基三甲氧基硅烷”指:可以是3-氨基丙基三乙氧基硅烷,也可以是3-氨基丙基三甲氧基硅烷,还可以是3-氨基丙基三乙氧基硅烷和3-氨基丙基三甲氧基硅烷的混合物。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程为:将铜粉分散到修饰剂和有机溶剂的混合液中,25℃~40℃条件下反应,得到表面修饰的铜粉。
本发明所述表面修饰的过程中的反应温度为25℃~40℃,例如为25℃、26℃、27℃、28℃、30℃、32℃、34℃、35℃、37℃、38℃、39℃或40℃等。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述铜粉为球形铜粉,所述铜粉的粒径为0.8μm~1.0μm,例如为0.8μm、0.82μm、0.85μm、0.86μm、0.88μm、0.9μm、0.92μm、0.93μm、0.95μm、0.97μm或1.0μm等。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述有机溶剂为甲苯、乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的混合物。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述反应的时间为20h~24h,例如为20h、20.2h、20.5h、21h、21.3h、21.5h、21.7h、22h、22.25h、22.5h、22.8h、23h、23.2h、23.4h、23.6h、23.8h或24h等。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述反应进行时伴有搅拌。
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,在反应完成后进行分离和干燥的步骤。通过对反应完成后的产物进行分离得到滤渣,对滤渣干燥后即得到表面修饰的铜粉。
本发明中所述分离可以采用本领域常用的分离方式,比如过滤、抽滤或离心等。
优选地,步骤(3)所述的溶剂为水。
优选地,步骤(3)所述的表面修饰的铜粉的分散液的浓度为3mg/ml~4mg/ml,例如3mg/ml、3.3mg/ml、3.5mg/ml、3.6mg/ml、3.8mg/ml或4mg/ml等。
优选地,步骤(4)所述表面修饰的铜粉的分散液和氧化石墨烯的分散液按照表面修饰的铜粉和氧化石墨烯的质量比为(40~60):1进行混合,所述质量比例如为40:1、42:1、44:1、45:1、47:1、48:1、50:1、52.5:1、55:1、57:1或60:1等。
优选地,步骤(4)所述混合采用的方式为:将石墨烯的分散液滴加到表面修饰的铜粉的分散液中,搅拌,得到均匀的混合液。
优选地,步骤(4)所述混合的过程中,所述搅拌的时间为3h。
优选地,步骤(4)所述分离为过滤或离心。
优选地,步骤(4)所述干燥的温度为50℃~60℃。
本发明利用石墨烯的优异性能与表面修饰的铜粉进行复合,制备得到石墨烯/铜复合材料,在表面修饰的铜颗粒的表面包覆有石墨烯层,解决了球形铜粉易被氧化的问题,这种结构不仅保持了铜的导热、导电特性,同时还提升了铜的机械性能,石墨烯的引入形成了连续的三维导热网络,有效地提高了热导率,石墨烯和表面改性的铜的协同作用大大提高了石墨烯/铜复合材料的导热性能。
第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的导热复合材料的制备方法,所述方法包括以下步骤:
步骤一、将作为导热填料的石墨烯/铜复合材料、树脂基体以及可选的偶联剂和/或促进剂按比例混合,得到混合料;
步骤二、将混合料放入混料罐,再把混料罐置于混料机中真空混料至均匀;
步骤三、将混料完成得到的浆料倒入模具中进行固化,得到导热材料。
优选地,所述固化的温度为140℃~180℃,例如为140℃、150℃、155℃、160℃、170℃、175℃或180℃等,优选为150℃。
优选地,所述固化的时间为1h~3h,例如为1h、1.2h、1.3h、1.5h、1.75h、1.85h、2h、2.3h、2.5h、2.8h或3h等,优选为2h。
与已有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明提供了一种包含石墨烯/铜复合材料作为导热填料的导热复合材料,利用石墨烯/铜复合材料的优异的抗氧化性和导热性能,并与特定的树脂基体及其他原料配合作用,制备得到了具有优异导热性能的导热复合材料,石墨烯和表面改性的铜的协同作用以及与其他原料之间的相互作用明显提高了导热复合材料的导热性能,在导热复合材料中的导热填料含量为80wt%时,其在35℃的导热系数为6.8W/m.K,且力学性能优异,在PCB电路板以及电子封装热界面材料等领域都可以得到广泛的应用。
(2)本发明的石墨烯/铜复合材料的制备方法以及导热复合材料的制备方法简单易行,原料来源广,成本低,易实现大规模工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料Cu@rGo-1.5h以及原料球形铜粉Cu-1.5h分别经过150℃热处理1.5h得到的产物的X射线衍射分析图,图中的插图为55°~65°的放大图;
图2为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料Cu@rGO以及原料球形铜粉Cu在空气条件下的热重分析图;
图3为实施例1的原料球形铜粉的场发射扫描电镜(SEM)图;
图4为实施例1制备的氧化石墨烯/铜复合材料的场发射扫描电镜(SEM)图;
图5为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料的场发射扫描电镜(SEM)图;
图6为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料的透射电镜(TEM)图;
图7为实施例1制备的导热复合材料的截面场发射扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
(1)氧化石墨的制备:通过改进的Hummers法制得。
(2)氧化石墨烯的分散液的制备:将氧化石墨超声分散在水中,制得2.6mg/ml的氧化石墨烯的分散液。
(3)表面修饰的球形铜粉的制备:取3g的球形铜粉超声分散于300ml的甲苯中,并加入6ml的3-氨基丙基三甲氧基硅烷,然后室温搅拌24h,离心、干燥,得到表面修饰的球形铜粉。
(4)氧化石墨烯/铜复合材料的制备:取2g表面修饰的球形铜粉,分散于600ml水中,得到表面修饰的球形铜粉的分散液。将15.4ml 2.6mg/ml的氧化石墨烯的分散液滴加至表面修饰的球形铜粉的分散液中,滴加后室温搅拌3h,过滤、干燥得到氧化石墨烯/铜复合材料,所述氧化石墨烯/铜复合材料包括表面修饰的铜颗粒及包覆在所述表面修饰的铜颗粒的表面的石墨烯。
(5)石墨烯/铜复合材料的制备:将上述得到的氧化石墨烯/铜复合材料置于管式炉中在由H2和Ar组成的混合气中900℃高温还原1h,得到石墨烯/铜复合材料。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.85组合而成的组合物;硅烷偶联剂和促进剂按照质量比为1:1的比例加入。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/铜复合材料、树脂基体、硅烷偶联剂和促进剂按照比例混合,得到混合料;
步骤二、将混合料放入混料罐,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在150℃条件下固化2h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为6.8W/m.K。
图1为实施例1的石墨烯/铜复合材料以及原料球形铜粉分别经过150℃热处理1.5h得到的产物的X射线衍射分析图。由图1可以看出,对石墨烯/铜复合材料进行150℃热处理1.5h后,并没有出现氧化亚铜的特征峰;而单纯的球形铜粉在经过150℃热处理1.5h后,出现了氧化亚铜的特征峰,说明,经过石墨烯包覆表面修饰的铜粉,可以明显提升铜粉的抗氧化性能。
图2为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料以及原料球形铜粉在空气条件下的热重分析图。由图2可以看出,单纯铜粉在120℃开始增重;而石墨烯/铜复合材料在170℃开始增重,说明,经过石墨烯包覆表面修饰的铜粉,可以明显提升铜粉的抗氧化性能,与图1的分析结果一致。
图3-5依次分别为本实施例的原料球形铜粉、制备得到的氧化石墨烯/铜复合材料以及石墨烯/铜复合材料的扫描电镜拍照。由图3可以看出,球形铜粉的粒径为0.6μm~1μm左右;由图4可以看出,氧化石墨烯包覆在球形铜粉的表面;由图5可以看出,经过高温还原后,氧化石墨烯变为了石墨烯,且转化得到的石墨烯仍包覆在球形铜粉的表面。
图6为实施例1制备的石墨烯/铜复合材料的透射电镜(TEM)图。由图6可以看出,球形铜粉的周围有很多卷曲的石墨烯存在,说明石墨烯对球形铜形成了良好的包覆。
图7为实施例1制备的导热复合材料的截面场发射扫描电镜(SEM)图。由图7可以看出,当导热填料添入到树脂基体中后,构成了导热通道,大大提高了树脂的热导率。
实施例2
步骤(1)-(5)同实施例1。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.85组合而成的组合物;硅烷偶联剂和促进剂按照重量比为1:1的比例加入。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/铜复合材料、树脂基体、硅烷偶联剂和促进剂按照比例混合,得到混合料;
步骤二、将混合料放入混料罐,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在150℃条件下固化2h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为2.2W/m.K。
实施例3
步骤(1)-(5)同实施例1。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.85组合而成的组合物;硅烷偶联剂和促进剂按照重量比为1:1的比例加入。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/铜复合材料、树脂基体、硅烷偶联剂和促进剂按照比例混合,得到混合料;
步骤二、将混合料放入混料罐中,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在150℃条件下固化2h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为1.2W/m.K。
实施例4
步骤(1)-(5)同实施例1。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.85组合而成的组合物;硅烷偶联剂和促进剂按照重量比为1:1的比例加入。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/碳复合材料、树脂基体、硅烷偶联剂和促进剂按照比例混合。
步骤二、将混合料放入混料罐中,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在150℃条件下固化2h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为0.6W/m.K。
实施例5
步骤(1)-(5)同实施例1。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
树脂基体 24.5份
导热填料 75份
硅烷偶联剂 0.5份;
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.7组合而成的组合物。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/碳复合材料、树脂基体和硅烷偶联剂按照比例混合。
步骤二、将混合料放入混料罐中,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在140℃条件下固化1h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为3.5W/m.K。
实施例6
步骤(1)-(5)同实施例1。
(6)高导热性能的导热复合材料的制备:
所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
其中,导热填料为上述制得的石墨烯/铜复合材料;树脂基体是由双酚A二缩水甘油醚和甲基六氢苯酐按照质量比为1:0.9组合而成的组合物;硅烷偶联剂和促进剂按照重量比为0.3:1的比例加入。
具体制备步骤:
步骤一、将上述作为导热填料的石墨烯/碳复合材料、树脂基体和硅烷偶联剂按照比例混合。
步骤二、将混合料放入混料罐中,再把混料罐放入混料机中真空混料均匀;
步骤三、将混料完的浆料倒入模具中,在160℃条件下固化2h。最终制得的导热复合材料在35℃的导热系数为5W/m.K。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种导热复合材料,其特征在于,所述导热复合材料中包含石墨烯/铜复合材料作为导热填料。
2.根据权利要求1所述的导热复合材料,其特征在于,以所述导热复合材料的总质量为100wt%计,所述导热填料石墨烯/铜复合材料的质量百分比为50wt%~80wt%,优选为80wt%。
3.根据权利要求1或2所述的导热复合材料,其特征在于,所述导热复合材料按重量份计包括以下原料组分:
树脂基体 20份~50份
导热填料 45份~80份;
其中,所述导热填料为石墨烯/铜复合材料。
4.根据权利要求3所述的导热复合材料,其特征在于,所述树脂基体为树脂单体和固化剂的混合物;
优选地,所述树脂单体为双酚A二缩水甘油醚或双酚F二缩水甘油醚中的任意一种或两种的混合物;
优选地,所述固化剂为甲基六氢苯酐;
优选地,所述树脂基体中,所述树脂单体和所述固化剂的质量比为1:(0.7~1),优选为1:(0.7~0.9),进一步优选为1:0.85。
5.根据权利要求3或4所述的导热复合材料,其特征在于,所述导热复合材料的原料组分中还包括偶联剂和/或促进剂;
优选地,所述偶联剂为硅烷偶联剂;
优选地,所述偶联剂的加入重量份为0.2份~1份;
优选地,所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑;
优选地,所述促进剂的加入重量份为0.2份~1份;
优选地,所述偶联剂和所述促进剂的质量比为1:(0.8~1),优选为1:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的导热复合材料,其特征在于,所述石墨烯/铜复合材料包括表面修饰的铜粉颗粒以及包覆在所述表面修饰的铜粉颗粒的表面的石墨烯;
优选地,所述石墨烯/铜复合材料是将氧化石墨烯/铜复合材料在由还原性气体和惰性气体组成的混合气中热处理得到的,其中,所述氧化石墨烯/铜复合材料包括表面修饰的铜粉颗粒以及包覆在所述表面修饰的铜粉颗粒的表面的氧化石墨烯;
优选地,所述还原性气体为氢气;
优选地,所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合,优选为氩气;
优选地,所述热处理的温度为850℃~1000℃,优选为900℃;
优选地,所述热处理的时间为0.5h~2h,优选为1h。
7.根据权利要求6所述的导热复合材料,其特征在于,所述氧化石墨烯/铜复合材料的制备方法包括以下步骤:
(1)将氧化石墨烯分散到溶剂中,得到氧化石墨烯的分散液;
(2)使用修饰剂对铜粉进行表面修饰,得到表面修饰的铜粉;
(3)将步骤(2)得到的表面修饰的铜粉分散到溶剂中,得到表面修饰的铜粉的分散液;
(4)将氧化石墨烯的分散液和表面修饰的铜粉的分散液混合,得到均匀的混合液,分离并干燥,得到氧化石墨烯/铜复合材料。
8.根据权利要求7所述的导热复合材料,其特征在于,步骤(1)所述溶剂为水;
优选地,步骤(1)所述氧化石墨烯的分散液的浓度为2mg/ml~4mg/ml,优选为2.5mg/ml~4mg/ml;
优选地,步骤(2)所述修饰剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷和/或3-氨基丙基三甲氧基硅烷;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程为:将铜粉分散到修饰剂和有机溶剂的混合液中,25℃~40℃条件下反应,得到表面修饰的铜粉;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述铜粉为球形铜粉,所述铜粉的粒径为0.8μm~1.0μm;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述有机溶剂为甲苯、乙醇或异丙醇中的任意一种或至少两种的混合物;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述反应的时间为20h~24h;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,所述反应进行时伴有搅拌;
优选地,步骤(2)所述表面修饰的过程中,在反应完成后进行分离和干燥的步骤;
优选地,步骤(3)所述的溶剂为水;
优选地,步骤(3)所述的表面修饰的铜粉的分散液的浓度为3mg/ml~4mg/ml;
优选地,步骤(4)所述表面修饰的铜粉的分散液和氧化石墨烯的分散液按照表面修饰的铜粉和氧化石墨烯的质量比为(40~60):1进行混合;
优选地,步骤(4)所述混合采用的方式为:将石墨烯的分散液滴加到表面修饰的铜粉的分散液中,搅拌,得到均匀的混合液;
优选地,步骤(4)所述混合的过程中,所述搅拌的时间为3h;
优选地,步骤(4)所述分离为过滤或离心;
优选地,步骤(4)所述干燥的温度为50℃~60℃。
9.如权利要求1-8任一项所述的导热复合材料的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤一、将导热填料石墨烯/铜复合材料、树脂基体以及可选的偶联剂和/或促进剂按比例混合,得到混合料;
步骤二、将混合料放入混料罐,再把混料罐置于混料机中真空混料至均匀;
步骤三、将混料完成得到的浆料倒入模具中进行固化,得到导热材料。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述固化的温度为140℃~180℃,优选为150℃;
优选地,所述固化的时间为1h~3h,优选为2h。
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