CN112980369A - 一种石墨烯高导热材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨烯技术领域，公开了一种石墨烯高导热材料，包括如下原料组份：10～16份纳米管状石墨烯、20～30份双酚A环氧树脂、30～40份双酚F环氧树脂、20～30份改性硫醇固化剂、3～6份疏水性气相二氧化硅、1～3份催化剂。本发明的石墨烯导热材料，与现有的石墨烯导热材料相比，导热系数高，粘结强度高。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯技术领域，具体公开了一种石墨烯高导热材料。
背景技术
石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
现有的石墨烯材料应用于现有的电子产品时，导热系数一般都在1W/(m·K)以内导热系数较低，为了提高产品的导热系数在2W/(m·K)及以上时粘结强度急剧下降，只能达到原来的20％，同时石墨烯应用于普通的导热填充料时，产品脆而容易开裂。
发明内容
本发明意在提供一种石墨烯高导热材料，以提高石墨烯材料的导热系数。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种石墨烯高导热材料，包括如下质量份数的原料：10～16份纳米管状石墨烯、20～30份双酚A环氧树脂、30～40份双酚F环氧树脂、20～30份改性硫醇固化剂、3～6份疏水性气相二氧化硅、1～3份催化剂；
制备步骤如下：
步骤一:向双行星搅拌机内加入双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，通过双行星搅拌机对双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂进行搅拌2h脱水，以形成第一混合物；
步骤二：向第一混合物内加入改性硫醇固化剂，并通过双行星搅拌机对第一混合物和改性硫醇固化剂搅拌1h脱水，以形成第二混合物；
步骤三：向第二混合物内加入疏水性气相二氧化硅，并通过双行星搅拌机对第二混合物和疏水性气相二氧化硅搅拌1h脱水，以形成第三混合物；
步骤四：向第三混合物内加入催化剂，并通过双行星搅拌机催化剂和第三混合物进行搅拌1h，并控温30℃；
步骤五：检测、出料、包装。
进一步，包括如下质量份数的原料：10份纳米管状石墨烯、20份双酚A环氧树脂、30份双酚F环氧树脂、20份改性硫醇固化剂、3份疏水性气相二氧化硅、1份催化剂。
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进一步，包括如下质量份数的原料：16份纳米管状石墨烯、30份双酚A环氧树脂、40份双酚F环氧树脂、30份改性硫醇固化剂、6份疏水性气相二氧化硅、3份催化剂。
进一步，步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，在搅拌过程中进行加温和抽真空。
进一步，加温的温度为90℃。
进一步，抽真空0.1MPa。
进一步，步骤一、步骤二和步骤三中双行星搅拌机的转速为3000r/s。
进一步，步骤四中双行星搅拌机的转速为800r/s。
进一步，步骤三中形成第三混合物后，加温的温度降低至30℃。
本发明的原理以及有益效果：本方案中，在胶体内部加入管状石墨烯材料有利于改善胶层整体的分布结构，使胶层树脂含量明显增加，提高了胶层内聚力，抗高低温，耐盐雾，抗静电，耐划伤等优秀表现。使用改性硫醇固化剂，大大的提升了涂层的内聚力，与石墨烯形成稳定的化学键合作用，石墨烯导热材料的粘结强度达到现有石墨烯的90％以上，相较于现有的石墨烯导热材料，导热性由原来的1W提升到10W以上，与现有的石墨烯导热材料相比，纳米管状石墨烯使用量大大减少，年假强度无明显变化。
附图说明
图1为本发明实施例中石墨烯高导热材料的示意图；
图2为现有石墨烯高导热材料的示意图。
具体实施方式
实施例一～三中一种石墨烯导热材料的原料组份(每组份＝1g)，如下：
上述一种石墨烯导热材料的制备步骤如下：
步骤一:向双行星搅拌机内加入纳米管状石墨烯、双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，通过双行星搅拌机以3000r/s的转速，对双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂进行搅拌2h脱水，在搅拌过程中加温至90℃，并抽真空0.1MPa，以形成第一混合物；
步骤二：向第一混合物内加入改性硫醇固化剂，并通过双行星搅拌机以3000r/s的转速，对第一混合物和改性硫醇固化剂搅拌1h脱水，在搅拌过程中加温至90℃，并抽真空0.1MPa，以形成第二混合物；
步骤三：向第二混合物内加入疏水性气相二氧化硅，并通过双行星搅拌机以3000r/s的转速，对第二混合物和疏水性气相二氧化硅搅拌1h脱水，在搅拌过程中加温至90℃，并抽真空0.1MPa，以形成第三混合物；
步骤四：向第三混合物内加入催化剂，并通过双行星搅拌机以800r/s,对催化剂和第三混合物进行搅拌1h，并控温30℃；
步骤五：检测、出料、包装。
结合图1和图2可知，本方案中，在胶体内部加入管状石墨烯材料有利于改善胶层整体的分布结构，使胶层树脂含量明显增加，提高了胶层内聚力，抗高低温，耐盐雾，抗静电，耐划伤等优秀表现。使用改性硫醇固化剂，大大的提升了涂层的内聚力，与石墨烯形成稳定的化学键合作用，石墨烯导热材料的粘结强度达到现有石墨烯的90％以上，相较于现有的石墨烯导热材料，导热性由原来的1W提升到10W以上，与现有的石墨烯导热材料相比，纳米管状石墨烯使用量大大减少，年假强度无明显变化。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种石墨烯高导热材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：10～16份纳米管状石墨烯、20～30份双酚A环氧树脂、30～40份双酚F环氧树脂、20～30份改性硫醇固化剂、3～6份疏水性气相二氧化硅、1～3份催化剂。
2.根据权利要求1所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：10份纳米管状石墨烯、20份双酚A环氧树脂、30份双酚F环氧树脂、20份改性硫醇固化剂、3份疏水性气相二氧化硅、1份催化剂。
3.根据权利要求2所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：16份纳米管状石墨烯、30份双酚A环氧树脂、40份双酚F环氧树脂、30份改性硫醇固化剂、6份疏水性气相二氧化硅、3份催化剂。
4.根据权利要求3所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：制备步骤如下：
步骤一:向双行星搅拌机内加入纳米管状石墨烯、双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂，通过双行星搅拌机对双酚A环氧树脂和双酚F环氧树脂进行搅拌2h脱水，以形成第一混合物；
步骤二：向第一混合物内加入改性硫醇固化剂，并通过双行星搅拌机对第一混合物和改性硫醇固化剂搅拌1h脱水，以形成第二混合物；
步骤三：向第二混合物内加入疏水性气相二氧化硅，并通过双行星搅拌机对第二混合物和疏水性气相二氧化硅搅拌1h脱水，以形成第三混合物；
步骤四：向第三混合物内加入催化剂，并通过双行星搅拌机催化剂和第三混合物进行搅拌1h，并控温30℃；
步骤五：检测、出料、包装。
5.根据权利要求4所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，在搅拌过程中进行加温和抽真空。
6.根据权利要求5所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：加温的温度为90℃。
7.根据权利要求6所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：抽真空0.1MPa。
8.根据权利要求7所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：步骤一、步骤二和步骤三中双行星搅拌机的转速为3000r/s。
9.根据权利要求8所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：步骤四中双行星搅拌机的转速为800r/s。
10.根据权利要求9所述的石墨烯高导热材料，其特征在于：步骤三中形成第三混合物后，加温的温度降低至30℃。
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