[發明專利]一種高導熱的玻璃纖維棉氈的制備方法有效

申請號：	201410406979.2	申請日：	2014-08-18
公開（公告）號：	CN104195522B	公開（公告）日：	2017-01-11
發明（設計）人：	陳照峰;沙李麗	申請（專利權）人：	蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
主分類號：	C23C16/26	分類號：	C23C16/26
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地址：	215400 江蘇省***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種導熱玻璃纖維制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種玻璃纖維棉氈的制備方法，特別是涉及一種高導熱的玻璃纖維棉氈的制備方法。

背景技術

碳纖維是一種含碳量在95％以上的高強度、高模量的新型纖維材料，它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維具有許多優良性能，耐疲勞性好，熱膨脹系數小，導電導熱性好，除用作絕熱保溫材料外，一般不單獨使用，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，被廣泛地運用于航空航天、國防軍工、民用等許多領域。導熱系數高的碳纖維在纖維方向的導熱系數可以超過銅，可以運用在高分子復合材料的填充、開發電子電器用散熱材料、解決高密度集成電子元器件、LED燈的散熱問題、航空航天飛機尖端導熱等。但是碳纖維的價格比較昂貴。

石墨烯是一種碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是世上最薄也是最堅硬的納米材料，導熱系數高達5300W/(m·K)，高于碳納米管和金剛石，熔點超過了3000℃。

傳統的玻璃棉氈具有保溫絕熱、吸音等優異性能，價格便宜，在實際要求比較低的情況下如果將傳統的玻璃纖維棉氈與石墨烯結合所形成的的復合材料，具有保溫、吸音、導熱的優異性能，機械強度也有提高，在一定程度上取代了碳纖維，節約了制備成本。

申請號為201010256345.5的中國專利公開了一種在SiC襯底上外延生長石墨烯的方法以及由該方法制得的石墨烯和制備石墨烯器件的方法，該方法包括以下步驟：采用對SiC襯底圖形化的制備技術，在SiC襯底表面形成圖形陣列；對圖形化的SiC襯底進行熱分解，在SiC襯底表面形成石墨烯。應用本發明的方法能夠獲得連續、均勻、無褶皺的高質量石墨烯，并且由于圖形襯底上每個圖形的定域性好，有利于對獲得的石墨烯進行器件工藝制作，有利于實現晶片尺寸的石墨烯器件和石墨烯器件的廣泛應用，但是由于單晶SiC的價格昂貴，且這種方法的生長條件苛刻，生長出來的石墨烯難以轉移，因而極大地限制了它的運用領域。

申請號為201210005021.3的中國專利公開了一種氧化石墨烯包覆碳微球以及制備石墨烯包覆碳微球材料的方法，制備氧化石墨烯分散液，在酸性條件下，利用水熱法以葡萄糖、蔗糖、淀粉為碳源制備碳微球，將干燥碳微球加入到氧化石墨烯分散液中，過濾干燥后得到氧化石墨烯包覆碳微球產物，在氣體保護氛圍下，對材料進行熱還原，自然冷卻至室溫得到石墨烯包覆碳微球產物?？筛鶕煌枨笾苽洳煌壤?、不同還原程度產物，為材料的多樣性提供了前提條件。這種方法可以制得石墨烯的復合材料，但是石墨烯與碳微球間的結合力不夠，在極端條件下會發生脫落。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種高導熱的玻璃纖維棉氈的制備方法，操作簡單，制備時間較短，生產效率高。

一種高導熱的玻璃纖維棉氈的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)制備厚度為5～10mm的玻璃纖維棉氈，放入真空熱解爐中；

(2)將正硅酸乙酯蒸汽通入熱解爐；

(3)將甲烷蒸汽通入熱解爐；

(4)采用等離子輔助化學氣相沉積法，沉積條件為沉積溫度為200～450℃，氬氣為稀釋氣和載氣，沉積時間3～10min；

(5)以每秒10～15℃的速度降溫，降至室溫后取出纖維，得到厚度為0.01～10nm的石墨烯層和玻璃纖維的復合材料。

所述的正硅酸乙酯蒸汽流量是甲烷蒸汽流量的1％～3％。

本發明的優點：

(1)源物質中除甲烷之外還加入了正硅酸乙酯，因此石墨烯邊界的C和Si粘接起來，石墨烯層與層之間具有較高的結合強度，制得的產品具有良好的力學性能。

(2)本方法采用等離子輔助化學氣相沉積法在基體表面沉積石墨烯層，膜層致密，質量穩定，制備過程污染少，操作簡單，制備時間較短，生產效率高，具有實用性。