[發(fā)明專利]多孔石墨烯/聚合物復合結構、其制備方法及應用

有效

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• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103146024A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉立偉;邱勝強;李偉偉;魏相飛;吳麗瓊;高嵩
• 申請（專利權）人: 蘇州格瑞豐納米科技有限公司
• 主分類號: C08K7/24
• 分類號: C08K7/24;C08L23/06;C08L63/02;C08L83/04
• 代理公司: 蘇州慧通知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 丁秀華

技術領域

本發(fā)明特別涉及一種多孔石墨烯/聚合物復合結構、其制備方法及應用，屬于納米材料科技領域。

背景技術

高性能聚合物復合物在電子工業(yè)，建筑建材行業(yè)，擁有巨大應用空間，例如高導熱率聚合物已經(jīng)作為導熱膠，供暖管等熱界面材料應用，高導熱率聚合物制備一般是將導熱填料加入聚合物中，通過混合過程使導熱填料形成通路從而得到高導熱率復合物。目前常用的導熱填料有銀粉、銅粉、鎳粉、三氧化二鋁、氮化硼和石墨等，但是其往往存在或是價格偏高，或是導熱系數(shù)偏低，或是添加量過大等缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種多孔石墨烯/聚合物復合結構，其具有導熱性能優(yōu)良，成本低等特點，從而克服了現(xiàn)有技術中的不足。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備前述多孔石墨烯/聚合物復合結構的方法，其工藝簡單，易于實施。

本發(fā)明的又一目的在于提供前述多孔石墨烯/聚合物復合結構在導熱，靜電屏蔽，電磁屏蔽等方面的應用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取如下技術方案：

一種多孔石墨烯/聚合物復合結構，包括主要由多孔石墨烯與一種以上聚合物和/或聚合物單體形成的復合物。

作為較為優(yōu)選的實施方案之一，所述復合物包含0.1wt％-99wt％多孔石墨烯。

進一步的，所述多孔石墨烯的層數(shù)在1-100層，徑向尺寸為1μm-1000μm，并且所述多孔石墨烯中的孔洞的直徑在1nm到1000nm之間。

所述多孔石墨烯可選自但不限于氧化石墨烯、氧化還原石墨烯或插層膨脹石墨烯。

所述插層膨脹石墨烯的膨脹方式可選自但不限于熱膨脹或微波膨脹。

所述聚合物可選自但不限于聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、環(huán)氧樹脂、硅橡膠、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、酚醛樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、橡膠樹脂、聚乙二醇、聚碳酸酯、聚酰亞胺或尼龍。

所述復合物的最終形態(tài)可選自但不限于彈性體、塑料或粘流體。

如上所述多孔石墨烯/聚合物復合結構的制備方法包括：將一種以上聚合物和/或聚合物單體與多孔石墨烯復合，形成目標產(chǎn)品，其中所采用的復合方式包括單螺桿或雙螺桿熔融加工、注塑、吹塑、熔融紡絲、溶液紡絲、靜電紡絲、靜電噴涂、粉末冶金、溶液共混或高速機械攪拌分散方式。

作為較為優(yōu)選的實施方案之一，該制備方法包括：將一種以上聚合物與多孔石墨烯混合加工熱處理，獲得目標產(chǎn)品，所述聚合物原料的形態(tài)包括粒料、液態(tài)、高彈態(tài)或粉末狀。

如上所述多孔石墨烯/聚合物復合結構在制備導熱、靜電屏蔽或電磁屏蔽材料或器件中的應用。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：通過將多孔石墨烯與聚合物等按照一定比例復合，經(jīng)多種簡單加工方式形成多孔石墨烯/聚合物復合結構，工藝簡單，原料來源廣泛，易于規(guī)模化實施，成本低廉，且安全環(huán)保，不會排放有毒有害廢物，且所獲產(chǎn)品具有優(yōu)良的熱學、電學等性能，在導熱、散熱、導電、抗靜電、電磁屏蔽等領域有廣闊應用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種多孔石墨烯/聚合物復合結構的制備工藝示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1中所獲產(chǎn)物(多孔石墨烯/聚合物復合結構)的掃描電鏡照片。

具體實施方式

如前所述，鑒于現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種多孔石墨烯/聚合物復合結構、其制備方法及應用。

進一步的講，作為較為優(yōu)選的實施方案之一，參照圖1，本發(fā)明可以是通過將多孔薄層石墨烯與聚合物按一定比例，經(jīng)過一種或多種加工方式形成復合結構材料(即，多孔石墨烯/聚合物復合結構)。該復合結構材料可以多種成品形態(tài)，如漿料、涂料、薄膜、墊、管、棒等應用于導熱、散熱、導電、抗靜電、電磁屏蔽等領域中。

前述多孔石墨烯為1-100層，尺寸為10nm-1000μm，孔徑在1nm-1000nm，多孔石墨烯在復合體系的含量為0.1-99wt％。多孔石墨烯由氧化石墨烯，還原的氧化石墨烯，液相化學解離石墨烯，插層膨脹石墨烯，其中插層膨脹石墨烯膨脹方式包括熱膨脹，微波膨脹，電化學膨脹，化學反應膨脹中的一種或多種打孔制備。

前述聚合物包括聚苯胺，聚吡咯，聚噻吩，環(huán)氧樹脂，硅橡膠，聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，高密度聚乙烯，聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚丙烯酸，酚醛樹脂，聚甲基丙烯酸甲酯，聚酰胺，橡膠樹脂，聚乙二醇，聚碳酸酯，聚酰亞胺，尼龍等聚合物或單體的及其混合物。