CN108285576A - 鳞片石墨-石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器 - Google Patents

鳞片石墨-石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了鳞片石墨‑石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器，该制备方法，包括：(1)将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中进行超声分散，得到导热填料分散液；(2)将聚合物基体在乙醇中进行超声分散，得到聚合物基体分散液；(3)将所述导热填料分散液和所述聚合物基体分散液混合进行磁力搅拌，得到混合物料；(4)将所述混合物料进行干燥处理，得到干燥物料；(5)将所述干燥物料在挤出机中进行熔融共混，得到熔融共混料；(6)将所述熔融共混料进行注塑成型，得到鳞片石墨‑石墨烯导热复合材料。由此，采用该制备方法可以得到具有优异导热性能和力学性能的复合材料，并且该复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势。

Description

鳞片石墨-石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体而言，本发明涉及鳞片石墨-石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器。
背景技术
随着电子器件的微型化和高功率化的发展，器件内部的温度显著升高，热管理成为决定其寿命及功率的关键因素。目前，在导热散热工业中传统的是使用金属材料或者合金作为导热材料。由于金属导热制品比重大、机械加工成本高、易于腐蚀、易导电等特点，限制了其在导热领域的进一步发展。而聚合物因其良好的加工性能、较低的密度、较好的化学稳定性以及绝缘性等在导热领域受到广泛的关注。
热塑性塑料如聚丙烯、聚乙烯、尼龙等因其化学性质稳定、机械加工性能良好以及可以多次加热循环重复使用等特点被广泛应用。普通聚合物的热导率低于0.3W/mK，使其在使用过程中热量不能及时耗散、零部件发热现象严重、导致部件老化等问题，严重影响器件的使用寿命和稳定性，进而影响产品的使用性能。
向聚合物基体中添加高导热填料是提高复合材料导热性能的一个主要方法。石墨烯自从被发现以来由于其具有诸多优异性能(如优异的导电性能、力学性能等)而受到广泛关注，其超高的热导率(～5000W/mK)使得石墨烯在热管理领域具有巨大的应用前景。但目前可大规模量产的石墨烯原料都是粉体状态，石墨烯的片径一般在30微米以下。片径过于细小，作为导热填料单独使用也难以实现大量添加，因此单独使用石墨烯作为填料并不利于导热网络的构建和热导的提高。鳞片石墨由于尺寸较大，导热系数较高，价格便宜，且分散在基体中不存在团聚现象，填充量可以大大提高，在提高热导率方面有着明显的优势。但是，鳞片石墨的加入，使得复合材料变得又硬又脆，力学性能下降，这也限制了鳞片石墨填充聚合物复合材料的应用。
因此，现有的导热复合材材料有待进一步研究。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种鳞片石墨-石墨烯导热复合材料及其制备方法和系统、散热器，采用该制备方法可以得到具有优异导热性能和力学性能的复合材料，并且该复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中进行超声分散，以便得到导热填料分散液；
(2)将聚合物基体在乙醇中进行超声分散，以便得到聚合物基体分散液
(3)将所述导热填料分散液和所述聚合物基体分散液混合进行磁力搅拌，以便得到混合物料；
(4)将所述混合物料进行干燥处理，以便得到干燥物料；
(5)将所述干燥物料在挤出机中进行熔融共混，以便得到熔融共混料；
(6)将所述熔融共混料进行注塑成型，以便得到鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。
根据本发明实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨可以协同构造出三维导热通道，并且将含有鳞片石墨和石墨烯的导热填料分散液和聚合物基体分散液进行磁力搅拌，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料具有优异的导热性能和力学性能，进而克服了石墨烯和鳞片石墨单一粒子填充复合材料综合性能不佳的问题，并且本申请所得复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势，另外本申请的工艺简单，操作可控，复合材料性能提高明显，适合工业化生产。
另外，根据本发明上述实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述鳞片石墨的片径为200～500微米，所述石墨烯的片径为0.1～30微米。由此，可以显著提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述石墨烯和所述鳞片石墨的质量比为1：(10～20)。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述鳞片石墨与所述石墨烯的总重量为所述复合材料的1～50％。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述聚合物基体为选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺中的至少一种。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述干燥处理的温度为70～90℃。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(5)中，所述双螺杆挤出机的上下板温度比所述聚合物基体的熔融温度高10～30℃，熔融共混时间为3～5min。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，在步骤(6)中，所述注塑成型过程中注射压力为700～900MPa。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：
第一超声混合装置，所述第一超声混合装置具有鳞片石墨入口、石墨烯入口、第一乙醇入口和导热填料分散液出口；
第二超声混合装置，所述第二超声混合装置具有聚合物基体入口、第二乙醇进口和聚合物基体分散液出口；
磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置具有物料入口和混合物料出口，所述物料入口分别与所述导热填料分散液出口和所述聚合物基体分散液出口相连；
干燥装置，所述干燥装置具有混合物料入口和干燥物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；
挤出机，所述挤出机具有干燥物料入口和熔融共混料出口，所述干燥物料入口与所述干燥物料出口相连；
注塑成型装置，所述注塑成型装置具有熔融共混料入口和鳞片石墨-石墨烯导热复合材料出口，所述熔融共混物料入口与所述熔融共混物料出口相连。
根据本发明实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨可以协同构造出三维导热通道，并且将含有鳞片石墨和石墨烯的导热填料分散液和聚合物基体分散液进行磁力搅拌，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料具有优异的导热性能和力学性能，进而克服了石墨烯和鳞片石墨单一粒子填充复合材料综合性能不佳的问题，并且本申请所得复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势，另外本申请的工艺简单，操作可控，复合材料性能提高明显，适合工业化生产。
另外，根据本发明上述实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述挤出机为双螺杆挤出机。由此，可以显著提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的一些实施例中，所述注塑成型装置中的模具具有多L通道。由此，可以进一步提高使得所得复合材料的导热性能和力学性能。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。根据本发明的实施例，所述复合材料是采用上述所述的方法或所述的系统制备得到的。由此，复合材料具有优异的导热性能和力学性能，并且本申请的复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势。
在本发明的第四个方面，本发明提出了一种散热器。根据本发明的实施例，所述散热器是上述所述的鳞片石墨-石墨烯导热复合材料制备得到的。由此，该散热器具有优异的散热性能和力学性能，并且相较于金属制件的散热器，本申请的散热器具有较低的比重。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法流程示意图；
图2是石墨烯和鳞片石墨分散的导热网络示意图；
图3是根据本发明一个实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法中采用的模具结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中进行超声混合
该步骤中，将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中超声分散20～30min，得到导热填料分散液。根据本发明的一个具体实施例，鳞片石墨的片径可以为200～500微米，石墨烯的片径可以为0.1～30微米。发明人发现，通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间(如图2)，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨协同可以构造出三维导热通道，并且将鳞片石墨、石墨烯、乙醇和聚合物进行超声混合，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而保证所得聚合材料具有优异的导热性能。根据本发明的再一个具体实施例，石墨烯和鳞片石墨的质量比可以为1：(10～20)。发明人发现，采用该混合比例所得三维导热通道尤其规整，从而使得所得复合材料导热性能和力学性能最优。根据本发明的又一个具体实施例，鳞片石墨与石墨烯的总重量为复合材料的1～50％。发明人发现，采用该混合比例可以保证鳞片石墨和石墨烯均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料即具有优异的导热性能，又能保证其具有优异的力学性能，并且不会影响复合材料的化学稳定性和机械加工性能。
S200：将聚合物基体在乙醇中进行超声分散
该步骤中，将聚合物基体在乙醇中超声分散20～40min，得到聚合物基体分散液。根据本发明的有一个具体实施例，采用的聚合物基体可以为选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺中的至少一种。发明人发现，通过采用该类型的聚合物基体搭配上述片径的和配比的石墨烯和鳞片石墨，所得复合材料的导热性能和力学性能最佳，并且具有良好的可成型性，同时采用其制备得到的散热器具有优异的散热性能，从而可以保证其具有较长的使用寿命。
S300：将导热填料分散液和聚合物基体分散液混合进行磁力搅拌
该步骤中，将步骤S100得到的导热填料分散液和步骤S200得到的聚合物基体分散液进行磁力搅拌混合3～5h，得到混合物料。由此，可以保证石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而进一步提高所得复合材料的导热性能和力学性能。
S400：将混合物料进行干燥处理
该步骤中，将上述所得混合物料在烘箱中进行干燥处理，以便去除混合物料中的乙醇溶剂，得到干燥物料。具体的，干燥处理的温度可以为70～90℃。
S500：将混合物料在挤出机中进行熔融共混
该步骤中，将上述所得到的干燥物料在挤出机中充分混合均匀，得到熔融共混料，然后直接将熔融共混料挤入料筒中。具体的，挤出机可以为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的上下板温度比聚合物基体的熔融温度高10～30℃，并且挤出机中熔融共混时间为3～5min，料筒温度与设定的挤出机上下板相同。
S600：将熔融共混料进行注塑成型
该步骤中，将上述得到的熔融共混料进行注塑成型，以便得到鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。具体的，将上述得到的熔融共混料经料筒供给至注塑机中进行注塑成型，注射压力为700～900MPa，并且采用的模具具有多L通道(如图3)。发明人发现，通过采用具有多L通道的模具可以使含有石墨烯和鳞片石墨的填料在从注口流经各管道的过程中，受到熔体冲击的作用，会向受阻力最小的方向偏转，在管道中按一定取向排列在聚合物基体中，从而进一步提高复合材料导热性能。
根据本发明实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨可以协同构造出三维导热通道，并且将含有鳞片石墨和石墨烯的导热填料分散液和聚合物基体分散液进行磁力搅拌，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料具有优异的导热性能和力学性能，进而克服了石墨烯和鳞片石墨单一粒子填充复合材料综合性能不佳的问题，并且本申请所得复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势，另外本申请的工艺简单，操作可控，复合材料性能提高明显，适合工业化生产。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统。根据本发明的实施例，参考图4，该系统包括：第一超声混合装置100、第二超声混合装置200、磁力搅拌装置300、干燥装置400、挤出机500和注塑成型装置600。
根据本发明的实施例，第一超声混合装置100具有鳞片石墨入口101、石墨烯入口102、第一乙醇入口103和导热填料分散液出口104，且适于将鳞片石墨和石墨烯在乙醇进行超声分散，以便得到导热填料分散液。具体的，该步骤中，将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中超声分散20～30min，得到导热填料分散液。根据本发明的一个具体实施例，鳞片石墨的片径可以为200～500微米，石墨烯的片径可以为0.1～30微米。发明人发现，通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间(如图2)，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨协同可以构造出三维导热通道，并且将鳞片石墨、石墨烯、乙醇和聚合物进行超声混合，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而保证所得聚合材料具有优异的导热性能。根据本发明的再一个具体实施例，石墨烯和鳞片石墨的质量比可以为1：(10～20)。发明人发现，采用该混合比例所得三维导热通道尤其规整，从而使得所得复合材料导热性能和力学性能最优。根据本发明的又一个具体实施例，鳞片石墨与石墨烯的总重量为复合材料的1～50％。发明人发现，采用该混合比例可以保证鳞片石墨和石墨烯均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料即具有优异的导热性能，又能保证其具有优异的力学性能，并且不会影响复合材料的化学稳定性和机械加工性能。
根据本发明的实施例，第二超声混合装置200具有聚合物基体入口201、第二乙醇入口202和聚合物基体分散液出口203，且适于将聚合物基体在乙醇中进行超声分散，以便得到聚合物基体分散液。该步骤中，将聚合物基体在乙醇中超声分散20～40min，得到聚合物基体分散液。根据本发明的有一个具体实施例，采用的聚合物基体可以为选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺中的至少一种。发明人发现，通过采用该类型的聚合物基体搭配上述片径的和配比的石墨烯和鳞片石墨，所得复合材料的导热性能和力学性能最佳，并且具有良好的可成型性，同时采用其制备得到的散热器具有优异的散热性能，从而可以保证其具有较长的使用寿命。
根据本发明的实施例，磁力搅拌装置300具有物料入口301和混合物料出口302，物料入口301分别与导热填料分散液出口104和聚合物基体分散液出口203相连，且适于将导热填料分散液和聚合物基体分散液混合进行磁力搅拌，以便得到混合物料。具体的，将第一超声混合装置得到的导热填料分散液和第二超声混合装置得到的聚合物基体分散液进行磁力搅拌混合3～5h，得到混合物料。由此，可以保证石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而进一步提高所得复合材料的导热性能和力学性能。
根据本发明的实施例，干燥装置400具有混合物料入口401和干燥物料出口402，混合物料入口401与混合物料出口302相连，且适于将上述所得混合物料供给至干燥装置中进行干燥处理，以便去除混合物料中的乙醇溶剂，得到干燥物料。具体的，干燥装置可以为烘箱，干燥处理的温度可以为70～90℃。
根据本发明的实施例，挤出机500具有干燥物料入口501和熔融共混料出口502，干燥物料入口501与干燥物料出口402相连，且适于将上述所得到的干燥物料在挤出机中充分混合均匀，得到熔融共混料，然后直接将熔融共混料挤入料筒中。具体的，挤出机可以为双螺杆挤出机，该双螺杆挤出机的上下板温度比聚合物基体的熔融温度高10～30℃，并且挤出机中熔融共混时间为3～5min，料筒温度与设定的挤出机上下板相同。
根据本发明的实施例，注塑成型装置600具有熔融共混料入口601和鳞片石墨-石墨烯导热复合材料出口602，熔融共混料入口601与熔融共混物料出口502相连，且适于将上述得到的熔融共混料进行注塑成型，以便得到鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。具体的，注塑成型装置可以为注塑机，将上述得到的熔融共混料经料筒供给至注塑机中进行注塑成型，注射压力为700～900MPa，并且采用的模具具有多L通道(如图3)。发明人发现，通过采用具有多L通道的模具可以使含有石墨烯和鳞片石墨的填料在从注口流经各管道的过程中，受到熔体冲击的作用，会向受阻力最小的方向偏转，在管道中按一定取向排列在聚合物基体中，从而进一步提高复合材料导热性能。
根据本发明实施例的制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统通过采用鳞片石墨和石墨烯混合作为导热填料，石墨烯可以填充在鳞片石墨之间，小尺寸的石墨烯和大尺寸的鳞片石墨可以协同构造出三维导热通道，并且将含有鳞片石墨和石墨烯的导热填料分散液和聚合物基体分散液进行磁力搅拌，可以使得石墨烯和鳞片石墨均匀分散在聚合物基体中，从而使得所得复合材料具有优异的导热性能和力学性能，进而克服了石墨烯和鳞片石墨单一粒子填充复合材料综合性能不佳的问题，并且本申请所得复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势，另外本申请的工艺简单，操作可控，复合材料性能提高明显，适合工业化生产。需要说明的是，上述针对制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法所描述的特征和优点同样适用于该制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统，此处不再赘述。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。根据本发明的实施例，所述复合材料是采用上述所述的方法或所述的系统制备得到的。由此，复合材料具有优异的导热性能和力学性能，并且本申请的复合材料相较于金属部件具有明显低比重优势。需要说明的是，上述针对制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法和系统所描述的特征和优点同样适用于该制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统，此处不再赘述。
在本发明的第四个方面，本发明提出了一种散热器。根据本发明的实施例，所述散热器是上述所述的鳞片石墨-石墨烯导热复合材料制备得到的。由此，该散热器具有优异的散热性能和力学性能，并且相较于金属制件的散热器，本申请的散热器具有较低的比重。需要说明的是，上述针对鳞片石墨-石墨烯导热复合材料所描述的特征和优点同样适用于该散热器，此处不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
将2g鳞片石墨(片径300微米)和0.1g石墨烯(片径20微米)在50ml乙醇中超声混合30min，得到导热填料分散液；将7.9g聚丙烯(PP)粉在50ml无水乙醇中超声30min，得到聚丙烯分散液，然后将导热填料分散液和聚丙烯分散液混合，在磁力搅拌器中搅拌4h，使其充分混合均匀，然后放入烘箱中，80℃保持3h，得到PP/石墨烯纳米片/鳞片石墨干燥物料，接着将干燥物料在双螺杆挤出机中循环4min使填料充分分散在聚合物基体中，挤出机上下板设定温度为190℃，然后将熔融状态下的共混料挤入挤出机料桶，然后将其在注塑机上注塑成型，注塑机料筒温度设定为190℃，磨具温度为30℃，注射压力800MPa，保压时间为10s。导热填料填充量为21wt％，测得复合材料的导热系数为1.13W/mK(采用瞬态激光法测试)，拉伸强度为32MPa。
实施例2
将2g鳞片石墨(片径300微米)和0.2g石墨烯(片径20微米)在50ml乙醇中超声混合30min，得到导热填料分散液；将7.8g聚丙烯(PP)粉在50ml无水乙醇中超声30min，得到聚丙烯分散液，然后将导热填料分散液和聚丙烯分散液混合，在磁力搅拌器中搅拌4h，使其充分混合均匀，然后放入烘箱中，80℃保持3h，得到PP/石墨烯纳米片/鳞片石墨干燥物料，接着将干燥物料在双螺杆挤出机中循环4min使填料充分分散在聚合物基体中，挤出机上下板设定温度为195℃，然后将熔融状态下的共混料挤入挤出机料桶，然后将其在注塑机上注塑成型，注塑机料筒温度设定为195℃，磨具温度为30℃，注射压力800MPa，保压时间为10s。导热填料填充量为22wt％，测得复合材料的导热系数为1.32W/mK(采用瞬态激光法测试)，拉伸强度为31.3MPa。
实施例3
将2.5g鳞片石墨(片径300微米)和0.2g石墨烯(片径20微米)在50ml乙醇中超声混合30min，得到导热填料分散液；将7.5g聚丙烯(PP)粉在50ml无水乙醇中超声30min，得到聚丙烯分散液，然后将导热填料分散液和聚丙烯分散液混合，在磁力搅拌器中搅拌4h，使其充分混合均匀，然后放入烘箱中，80℃保持3h，得到PP/石墨烯纳米片/鳞片石墨干燥物料，接着将干燥物料在双螺杆挤出机中循环4min使填料充分分散在聚合物基体中，挤出机上下板设定温度为200℃，然后将熔融状态下的共混料挤入挤出机料桶，然后将其在注塑机上注塑成型，注塑机料筒温度设定为200℃，磨具温度为30℃，注射压力800MPa，保压时间为10s。导热填料填充量为22wt％，测得复合材料的导热系数为1.66W/mK(采用瞬态激光法测试)，拉伸强度为30.1MPa。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的方法，其特征在于，包括：
(1)将鳞片石墨和石墨烯在乙醇中进行超声分散，以便得到导热填料分散液；
(2)将聚合物基体在乙醇中进行超声分散，以便得到聚合物基体分散液
(3)将所述导热填料分散液和所述聚合物基体分散液混合进行磁力搅拌，以便得到混合物料；
(4)将所述混合物料进行干燥处理，以便得到干燥物料；
(5)将所述干燥物料在挤出机中进行熔融共混，以便得到熔融共混料；
(6)将所述熔融共混料进行注塑成型，以便得到鳞片石墨-石墨烯导热复合材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述鳞片石墨的片径为200～500微米，所述石墨烯的片径为0.1～30微米。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述石墨烯和所述鳞片石墨的质量比为1：(10～20)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述鳞片石墨与所述石墨烯的总质量为所述复合材料的1～50％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述聚合物基体为选自聚烯烃、聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述双螺杆挤出机的上下板温度比所述聚合物基体的熔融温度高10～30℃，熔融共混时间为3～5min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(6)中，所述注塑成型过程中注射压力为700～900MPa。
8.一种制备鳞片石墨-石墨烯导热复合材料的系统，其特征在于，包括：
第一超声混合装置，所述第一超声混合装置具有鳞片石墨入口、石墨烯入口、第一乙醇入口和导热填料分散液出口；
第二超声混合装置，所述第二超声混合装置具有聚合物基体入口、第二乙醇进口和聚合物基体分散液出口；
磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置具有物料入口和混合物料出口，所述物料入口分别与所述导热填料分散液出口和所述聚合物基体分散液出口相连；
干燥装置，所述干燥装置具有混合物料入口和干燥物料出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；
挤出机，所述挤出机具有干燥物料入口和熔融共混料出口，所述干燥物料入口与所述干燥物料出口相连；
注塑成型装置，所述注塑成型装置具有熔融共混料入口和鳞片石墨-石墨烯导热复合材料出口，所述熔融共混物料入口与所述熔融共混物料出口相连。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述注塑成型装置中的模具具有多L通道。
11.一种鳞片石墨-石墨烯导热复合材料，其特征在于，所述复合材料是采用权利要求1-7中任一项所述的方法或权利要求8-10中任一项所述的系统制备得到的。
12.一种散热器，其特征在于，所述散热器是采用权利要求11所述的鳞片石墨-石墨烯导热复合材料制备得到的。
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