本發(fā)明屬于導熱界面材料技術領域,具體涉及一種石墨烯基導熱界面材料及其制備方法。
背景技術:
傳統(tǒng)的導熱界面材料主要是以導熱顆粒填充聚合物或者油脂,組成導熱脂、導熱膠粘劑、導熱橡膠及相變材料等幾類界面材料。其填料填充體積要求很大(約70%),才能達到室溫下導熱系數(shù)為1~5W/(m·K)。因而對于更好的界面導熱材料和更高熱導率填料的需求日益迫切。
隨著電子技術的迅速發(fā)展,電子元器件的集成程度和功率密度不斷提高,電子器件的耗散功率密度和發(fā)熱量越來越大。因此,散熱問題變得越來越重要,對熱管理技術的要求也更加嚴格。因而對于更好的導熱界面材料和更高熱導率填料的需求日益迫切。石墨烯基導熱界面材料由于其優(yōu)異的熱性能成為近年來研究的熱點。
目前市場上使用的導熱界面材料熱導率在5w/mk以上的產品很少,而且價格非常昂貴,不利于普遍應用。201410554466.6中描述的直接在導熱硅橡膠復合材料中添加石墨烯,得到的導熱硅橡膠的導熱性能(40℃時的導熱系數(shù)4.98w/m·k)。我們?yōu)榱诉M一步提高導熱界面材料的熱導率,設計了有序定向排列的結構進行解決。
技術實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種石墨烯基導熱界面材料及其制備方法,本發(fā)明提供的石墨烯基導熱界面材料具有良好的熱導率。
本發(fā)明提供了一種石墨烯基導熱界面材料的制備方法,包括以下步驟:
A)將石墨烯類材料、乙烯基硅橡膠、六方氮化硼、鱗片石墨、端羥基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料,所述石墨烯類材料選自石墨烯、石墨烯/二氧化硅復合粉體和石墨烯/二氧化硅復合片層材料中的一種或多種;
B)將所述膠料進行拉壓、卷制和裁剪,得到石墨烯基導熱界面材料。
優(yōu)選的,所述石墨烯/二氧化硅復合片層材料按照如下方法進行制備:
將所述石墨烯/二氧化硅復合粉體與水混合后,進行流延制備得到厚度為1~20微米的石墨烯/二氧化硅復合片層材料。
優(yōu)選的,所述石墨烯/二氧化硅復合粉體按照如下方法進行制備:
將偶氮引發(fā)劑、石墨烯粉體、第二硅烷偶聯(lián)劑和水混合進行加熱反應,過濾后烘干,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體;
或者,
將納米二氧化硅粉體、處理劑與溶劑混合后進行預處理,再與石墨烯分散液進行混合反應,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體,所述處理劑選自硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、第三硅烷偶聯(lián)劑和聚乙烯醇中的一種或多種,所述石墨烯分散液包括石墨烯、水和粘結劑。
優(yōu)選的,所述偶氮引發(fā)劑選自2,2-偶氮二異丁腈、2,2-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮異丁氰基甲酰胺中的一種或多種;
所述第二硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種;
所述鈦酸酯偶聯(lián)劑選自異丙氧基三硬脂酸酰氧基鈦酸酯、新烷氧基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)鈦酸酯和雙三乙醇胺基二異丙氧基鈦酸酯中的一種或多種;
所述聚乙烯醇選自型號為17-88或17-78的聚乙烯醇。
所述粘結劑選自聚丙烯酸鈉、聚乙二醇、海藻酸鈉、水性聚氨酯樹脂和羧甲基纖維素鈉中的一種或多種;
第三硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的,所述乙烯基硅油選自低粘度的雙端基乙烯基硅油;
所述第一硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的,步驟A)為:
將0.2~20質量份的石墨烯類材料、100質量份的乙烯基硅橡膠、50~100質量份的六方氮化硼、40~100質量份的鱗片石墨、0.5~4.0質量份的端羥基硅油、1~10質量份的乙烯基硅油以及0.2~1.0質量份的第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料。
優(yōu)選的,所述膠料拉壓后得到膠片,所述膠片的厚度為0.1~3mm。
優(yōu)選的,所述攪拌為重力真空攪拌。
本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制備得到的石墨烯基導熱界面材料。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明提供了一種石墨烯基導熱界面材料的制備方法,包括以下步驟:A)將石墨烯類材料、乙烯基硅橡膠、六方氮化硼、鱗片石墨、端羥基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料,所述石墨烯類材料選自石墨烯、石墨烯/二氧化硅復合粉體和石墨烯/二氧化硅復合片層材料中的一種或多種;B)將所述膠料進行拉壓、卷制和裁剪,得到石墨烯基導熱界面材料。本發(fā)明采用復合有二氧化硅的石墨烯粉體作為原料,有絕緣作用,并且,使用石墨烯膜,添加方便同時解決了石墨烯在基體中分散困難的問題,而且垂直排列的結構可以極大提高縱向熱導率,有利于熱量快速導出。結果表明,本發(fā)明提供的石墨烯基導熱界面材料平行于石墨烯方向的熱導率15w/mk以上。
附圖說明
圖1為本發(fā)明制備石墨烯基導熱界面材料的工藝流程;
圖2為本發(fā)明制備的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體的電鏡圖;
圖3為本發(fā)明制備的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體的電鏡圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種石墨烯基導熱界面材料的制備方法,包括以下步驟:
A)將石墨烯類材料、乙烯基硅橡膠、六方氮化硼、鱗片石墨、端羥基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料,所述石墨烯類材料選自石墨烯、石墨烯/二氧化硅復合粉體和石墨烯/二氧化硅復合片層材料;
B)將所述膠料進行拉壓、卷制和裁剪,得到石墨烯基導熱界面材料。
參見圖1,對本發(fā)明提供的石墨烯基導熱界面材料的制備方法進行詳細說明,圖1為本發(fā)明制備石墨烯基導熱界面材料的工藝流程。
本發(fā)明首先將石墨烯類材料、乙烯基硅橡膠、六方氮化硼、鱗片石墨、端羥基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料。
其中,所述石墨烯材料選自石墨烯、石墨烯/二氧化硅復合粉體或石墨烯/二氧化硅復合片層材料。
本發(fā)明對所述石墨烯的來源并沒有特殊限制,一般市售即可。
所述石墨烯/二氧化硅復合粉體按照如下方法進行制備:
將偶氮引發(fā)劑、石墨烯粉體、第二硅烷偶聯(lián)劑和水混合進行加熱反應,過濾后烘干,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體;
或者,
將納米二氧化硅粉體、處理劑與溶劑混合后進行預處理,再與石墨烯分散液進行混合反應,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體,所述處理劑選自硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑和聚乙烯醇中的一種或多種,所述石墨烯分散液包括石墨烯、水和粘結劑。
具體的,其中一種方法具體為:
將偶氮引發(fā)劑、石墨烯粉體、第二硅烷偶聯(lián)劑和水混合進行加熱反應,過濾后烘干,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體;
其中,所述偶氮引發(fā)劑選自2,2-偶氮二異丁腈、2,2-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮異丁氰基甲酰胺中的一種或多種;
所述第二硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
所述加熱反應優(yōu)選為水浴加熱,所述水浴加熱的溫度優(yōu)選為60~90℃,優(yōu)選為70~80℃,所述水浴加熱的時間為3~12小時,優(yōu)選為5~10小時。所述烘干優(yōu)選為真空烘干。
石墨烯水溶液的濃度優(yōu)選為0.2~1g/L,更優(yōu)選為0.4~0.8g/L。
第二硅烷偶聯(lián)劑與石墨烯的質量比(0.2~3.0):100,優(yōu)選為(0.5~2.5):100.
偶氮引發(fā)劑、第二硅烷偶聯(lián)劑質量比為(50~80):(20~50),優(yōu)選為(60~70):(30~40)。按照上述方法得到石墨烯/二氧化硅復合粉體。
本發(fā)明制備石墨烯/二氧化硅復合粉體的另一種方法為:
將納米二氧化硅粉體、處理劑與溶劑混合后進行預處理,再與石墨烯分散液進行混合反應,得到石墨烯/二氧化硅復合粉體。所述處理劑選自硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、第三硅烷偶聯(lián)劑和聚乙烯醇中的一種或多種。所述石墨烯分散液包括石墨烯、水和粘結劑。
首先將納米二氧化硅粉體與溶劑混合后,加入處理劑進行預處理,得到處理后的納米二氧化硅。所述預處理的溫度為50~90℃,優(yōu)選為60~80℃,預處理的時間為1~6h,優(yōu)選為2~5小時。在本發(fā)明中,所述溶劑選自水。
其中,所述處理劑選自硬脂酸、鈦酸酯偶聯(lián)劑、第三硅烷偶聯(lián)劑和聚乙烯醇中的一種或多種。
所述鈦酸酯偶聯(lián)劑選自異丙氧基三硬脂酸酰氧基鈦酸酯、新烷氧基三(二辛基磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)鈦酸酯和雙三乙醇胺基二異丙氧基鈦酸酯中的一種或多種;
所述聚乙烯醇選自型號為17-88或17-78的聚乙烯醇。
第三硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
所述二氧化硅粉體、溶劑以及處理劑的質量比優(yōu)選為(5~20):(100~200):(5~20),優(yōu)選為(10~15):(120~180):(10~15)。
得到處理后的納米二氧化硅后,再與石墨烯分散液進行混合反應,得到復合有二氧化硅的石墨烯粉體。
其中,所述石墨烯分散液包括石墨烯、水和粘結劑。所述粘結劑選自聚丙烯酸鈉、聚乙二醇、海藻酸鈉、水性聚氨酯樹脂和羧甲基纖維素鈉中的一種或多種。其中,所述石墨烯、水和粘結劑的質量比優(yōu)選為(5~30):(600~1000):(0.05~1.0),更優(yōu)選為(10~25):(700~900):(0.2~0.8)。
所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比優(yōu)選為(5~30):(600~1000),優(yōu)選為(10~25):(700~900),所述混合反應的溫度優(yōu)選為50~90℃,更優(yōu)選為60~80℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為1~6h,更優(yōu)選為2~5h。
最終,上述兩種方法得到的石墨烯/二氧化硅復合粉體的重量在原料石墨烯粉體基礎上增重30%~50%。在本發(fā)明中,所述復合有二氧化硅的石墨烯粉體不容易團聚,并且具有絕緣作用。
所述石墨烯/二氧化硅復合片層材料按照如下方法進行制備:
將所述石墨烯/二氧化硅復合粉體與水混合后,進行流延制備得到厚度為1~20微米的石墨烯/二氧化硅復合片層材料。
本發(fā)明將所述石墨烯/二氧化硅復合粉體與水混合,其中,所述石墨烯/二氧化硅復合粉體優(yōu)選按照上述兩種制備方法制備得到的石墨烯/二氧化硅復合粉體。
另外,本發(fā)明對所述流延的方法并沒有特殊限制,本領域技術人員公知的流延方法即可,流延后,得到厚度為1~20微米的石墨烯/二氧化硅復合片層材料。
得到石墨烯類材料之后,本發(fā)明將石墨烯類材料、乙烯基硅橡膠、六方氮化硼、鱗片石墨、端羥基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料。
其中,所述乙烯基硅油選自粘度100以下的雙端基乙烯基硅油;
所述第一硅烷偶聯(lián)劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的,本發(fā)明將0.2~20質量份的石墨烯類材料、100質量份的乙烯基硅橡膠、50~100質量份的六方氮化硼、40~100質量份的鱗片石墨、0.5~4.0質量份的端羥基硅油、1~10質量份的乙烯基硅油以及0.2~1.0質量份的第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料。
更優(yōu)選的,本發(fā)明將1~16質量份的石墨烯類材料、100質量份的乙烯基硅橡膠、60~80質量份的六方氮化硼、60~80質量份的鱗片石墨、1.0~3.0質量份的端羥基硅油、3~7質量份的乙烯基硅油以及0.5~0.8質量份的第一硅烷偶聯(lián)劑混合,進行攪拌,得到膠料。
所述鱗片石墨優(yōu)選為尺寸60~150μm鱗片石墨。
所述攪拌為重力真空攪拌。所述重力真空攪拌優(yōu)選在重力攪拌機中進行真空攪拌,攪拌過程中,上述原料在攪拌機中形成了洋蔥狀的膠料,并且采用重力真空攪拌的方式有利于攪拌原料的定向排列。
接著,將得到的膠料進行拉壓,得到膠片。
在本發(fā)明中,所述拉壓的方法為:
將所述膠料鋪展在基底膜上后,在開煉機上反復拉壓5~50次后,優(yōu)選的為20~40次,去除基底膜,得到膠片,其中,所述基底膜優(yōu)選為離型膜、聚酯膜或尼龍膜;
或者,
將所述膠料置于帶有傳送裝置的多級硅膠輥上進行壓制,得到膠片。
按照上述制備方法制備得到的膠片的厚度為0.1~3mm,優(yōu)選為0.5~2mm,更優(yōu)選為1.0~1.5mm。其中,所述膠片中石墨烯與石墨烯、石墨烯/二氧化硅復合片層材料、石墨烯/二氧化硅復合片層材料之間基本都是平行搭接。
將上述得到的膠片進行卷制,得到柱體石墨烯基導熱界面材料。本發(fā)明對所述卷制的方法并沒有特殊限制,能夠將膠片卷制成密實的圓柱狀即可。
將得到的柱體石墨烯基導熱界面材料進行裁剪后,得到石墨烯基導熱界面材料。
在本發(fā)明中,所述裁剪的方向與所述圓柱狀材料的軸心垂直,即可得到任意厚度的導熱硅膠片,即石墨烯基導熱界面材料。
本發(fā)明還提供了一種采用上述制備方法制備得到的石墨烯基導熱界面材料。
本發(fā)明采用復合有二氧化硅的石墨烯粉體作為原料,有絕緣作用,并且,使用石墨烯復合膜膜,添加方便同時解決了石墨烯在基體中分散困難的問題,而且垂直排列的結構可以提高熱導率,有利于熱量快速導出。
結果表明,本發(fā)明提供的石墨烯基導熱界面材料平行于石墨烯方向的熱導率10w/mk以上。
為了進一步理解本發(fā)明,下面結合實施例對本發(fā)明提供的石墨烯基導熱界面材料及其制備方法進行說明,本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
實施例1
首先對納米二氧化硅粉體進行功能化處理,納米二氧化硅粉體、水以及異丙氧基三硬脂酸酰氧基鈦酸酯的質量比優(yōu)選為5:1000:3。
再將處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液進行混合反應,流延得到復合有二氧化硅的石墨烯復合膜,膜厚10微米。
其中,所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比優(yōu)選為10:500所述混合反應的溫度優(yōu)選為60℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為6h;所述石墨烯分散液中石墨烯、水和聚丙烯酸鈉的質量比優(yōu)選為5:1000:0.1。
取上述石墨烯復合膜12份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨85份,端羥基硅油3.5份,乙烯基硅油5份,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.4份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓30次,形成1.5mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:11.409w/mk。
對比例1:
實施過程如實施例1,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.199w/mk
實施例2
首先對納米二氧化硅粉體進行功能化處理,納米二氧化硅粉體、水以及硬脂酸的質量比優(yōu)選為15:1000:10。
再將處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液進行混合反應,流延得到復合有二氧化硅的石墨烯復合膜,膜厚15微米。
其中,所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比為10:800所述混合反應的溫度優(yōu)選為80℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為2h;所述石墨烯分散液中石墨烯、水和海藻酸鈉的質量比優(yōu)選為10:1000:0.3。
取上述石墨烯復合膜15份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨70份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油6份,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.6份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓50次,形成2mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:11.916w/mk。
對比例2:
實施過程如實施例2,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.616w/mk。
實施例3
首先對納米二氧化硅粉體進行功能化處理,納米二氧化硅粉體、水以及異丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)鈦酸酯的質量比優(yōu)選為10:1000:15。
再將處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液進行混合反應,流延得到復合有二氧化硅的石墨烯復合膜,膜厚10微米。
其中,所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比為15:1000所述混合反應的溫度為75℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為4h;所述石墨烯分散液中石墨烯、水和聚乙二醇的質量比優(yōu)選為25:1000:0.5。
取上述石墨烯復合膜20份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼80份,75um鱗片石墨60份,端羥基硅油1.0份,乙烯基硅油8份,3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.3份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓40次,形成1mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:12.29w/mk。
對比例3:
實施過程如實施例3,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.667w/mk
實施例4
首先對納米二氧化硅粉體進行功能化處理,納米二氧化硅粉體、水以及異丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)鈦酸酯的質量比優(yōu)選為10:1000:15。
再將處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液進行混合反應,流延得到復合有二氧化硅的石墨烯復合膜,膜厚10微米。
其中,所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比為15:1000所述混合反應的溫度為75℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為4h;所述石墨烯分散液中石墨烯、水和聚乙二醇的質量比優(yōu)選為25:1000:0.5。
取上述石墨烯復合膜20份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼80份,75um鱗片石墨60份,端羥基硅油1.0份,乙烯基硅油8份,3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷0.3份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓20次,形成3mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:11.32w/mk。
對比例4:
實施過程如實施例4,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.667w/mk
實施例5
首先對納米二氧化硅粉體進行功能化處理,納米二氧化硅粉體、水以及硬脂酸的質量比優(yōu)選為15:1000:10。
再將處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液進行混合反應,流延得到復合有二氧化硅的石墨烯復合膜,膜厚15微米。
其中,所述處理后的納米二氧化硅與石墨烯分散液的質量比為10:800所述混合反應的溫度優(yōu)選為80℃,所述混合反應的時間優(yōu)選為2h;所述石墨烯分散液中石墨烯、水和海藻酸鈉的質量比優(yōu)選為10:1000:0.3。
取上述石墨烯復合膜15份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨70份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油6份,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.6份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓5次,形成0.1mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.835w/mk。
對比例5:
實施過程如實施例5,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.616w/mk。
實施例6
優(yōu)選濃度為1.0g/L的石墨烯水溶液3L,加入為石墨烯質量0.6%的γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷質量比為60:40。水浴加熱的溫度為60℃,所述水浴加熱的時間為10小時。過濾后烘干,所述烘干優(yōu)選為真空烘干。按照上述方法得到石墨烯/二氧化硅復合粉體。
圖2和圖3為本發(fā)明制備的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體的電鏡圖。由圖2~3可以看出,在石墨烯表面均勻包覆著二氧化硅。
取上述二氧化硅原位復合的石墨烯粉體10份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼70份,75um鱗片石墨50份,端羥基硅油3.0份,乙烯基硅油3份,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷0.6份,在重力攪拌機內真空攪拌形成的膠料,經過反復拉壓30次,形成2mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.457w/mk。
對比例6:
實施過程如實施例6,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:6.228w/mk。
實施例7
取實施例2中的石墨烯復合膜12份和實施例4中的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體3份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼65份,75um鱗片石墨45份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油4份,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓45次,形成3.0mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的樣品,五次測試熱導率的平均結果為:18.265w/mk。
對比例7:
實施過程如實施例7,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:7.028w/mk。
實施例8
取實施例3中的石墨烯復合膜15份和實施例4中的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體2份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨35份,端羥基硅油2份,乙烯基硅油1.5份,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.8份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓50次,形成1.0mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的樣品,五次測試熱導率的平均結果為:19.626w/mk。
對比例8:
實施過程如實施例8,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:6.939w/mk。
實施例9
取實施例2中的石墨烯復合膜12份和實施例4中的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體3份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼65份,75um鱗片石墨45份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油4份,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.5份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓20次,形成0.5mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的樣品,五次測試熱導率的平均結果為:15.313w/mk。
對比例9:
實施過程如實施例9,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:7.028w/mk。
實施例10
取實施例3中的石墨烯復合膜15份和實施例4中的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體2份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨35份,端羥基硅油2份,乙烯基硅油1.5份,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.8份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓5次,形成0.1mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的樣品,五次測試熱導率的平均結果為:10.126w/mk。
對比例10:
實施過程如實施例10,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:6.939w/mk。
實施例11
取實施例1中制備的石墨烯復合膜10份和實施例4中制備的的二氧化硅原位復合的石墨烯粉體4份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼75份,75um鱗片石墨50份,端羥基硅油1.0份,乙烯基硅油5份,N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷0.3份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓30次,形成1.5mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的樣品,五次測試熱導率的平均結果為:15.786w/mk。
對比例11:
實施過程如實施例11,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm厚的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:6.827w/mk。
實施例12
取石墨烯12份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨85份,端羥基硅油3.5份,乙烯基硅油5份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓20次,形成1.0mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:9.519w/mk。
對比例12:
實施過程如實施例8,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.266w/mk。
實施例13
取石墨烯15份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨70份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油6份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.6份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓30次,形成3mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.616w/mk。
對比例13:
實施過程如實施例13,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.632w/mk
實施例14
取石墨烯20份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼80份,75um鱗片石墨60份,端羥基硅油1.0份,乙烯基硅油8份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓40次,形成2.5mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.065w/mk。
對比例14:
實施過程如實施例14,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:4.97w/mk。
實施例15
取石墨烯12份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨85份,端羥基硅油3.5份,乙烯基硅油5份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.4份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓5次,形成0.1mm厚的石墨烯基膠片,再把上述石墨烯基膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:9.103w/mk。
對比例15:
實施過程如實施例15,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.266w/mk。
實施例16
取石墨烯20份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼80份,75um鱗片石墨60份,端羥基硅油1.0份,乙烯基硅油8份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.3份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓20次,形成0.5mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成標準厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.183w/mk。
對比例16:
實施過程如實施例16,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:4.97w/mk。
實施例17
取石墨烯15份,乙烯基硅橡膠100份,六方氮化硼90份,75um鱗片石墨70份,端羥基硅油1.5份,乙烯基硅油6份,γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.6份,在重力攪拌機內真空攪拌,形成的洋蔥狀膠料,經過反復拉壓50次,形成2.5mm厚的石墨烯膠片,再把上述石墨烯膠片卷制成密實的柱狀,裁切成厚度為2mm的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:10.602w/mk。
對比例17:
實施過程如實施例17,不同之處在于,不經過拉壓過程,直接做成膠片,制成2mm后的膠片,五次測試熱導率的平均結果為:5.632w/mk
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。