[發(fā)明專利]一種含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611170028.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106634047B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊應(yīng)奎;邱勝強(qiáng);陸赟;張愛清
• 申請（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/10;C09K5/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 馬麗娜;俞琳娟

本發(fā)明公開了一種石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料的制備方法、利用該復(fù)合填料制備出的含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料。所述制備方法包括以下步驟：室溫下，將二氧化硅前驅(qū)體、氧化鋁前驅(qū)體、二氧化鈦前驅(qū)體、石墨烯材料一起在醇溶液中混合均勻，然后慢慢加入弱堿溶液，攪拌1?3小時(shí)，二氧化硅前驅(qū)體、氧化鋁前驅(qū)體、二氧化鈦前驅(qū)體在石墨烯材料中分別成核生長為二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦，即得到石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料。該復(fù)合填料可制備性能優(yōu)良的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)熱散熱材料，特別涉及一種含石墨烯為主的復(fù)合填料以及利用該復(fù)合填料制備出的含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料。

背景技術(shù)

隨著電子器件與設(shè)備的功率密度與集成化密度越來越高，電子器件與設(shè)備的散熱要求也越來越重要。電子器件與設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量若不散發(fā)出去會(huì)影響電子器件與設(shè)備的壽命與期器件性能穩(wěn)定性。目前電子器件與設(shè)備的散熱材質(zhì)一般選用導(dǎo)熱率高的金屬如鋁、銅、銀等，上述金屬熱導(dǎo)率高但是熱輻射率很低，限制了熱量向外輻射消散速率。在此，本發(fā)明以石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦等復(fù)合填料作為高導(dǎo)熱、高熱輻射率的復(fù)合填料制備性能優(yōu)良的散熱材料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的金屬熱導(dǎo)率高、熱輻射率很低的問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯/二氧化硅/氧化鋁復(fù)合填料應(yīng)用于制備散熱材料，制備出的復(fù)合填料具有高導(dǎo)熱率、高輻射率、與成膜物質(zhì)有良好熱傳到界面的優(yōu)勢，使得制備的含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料具有良好的導(dǎo)熱散熱效果。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具體如下：

一種石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料的制備方法，包括以下步驟：室溫下，將二氧化硅前驅(qū)體、氧化鋁前驅(qū)體、二氧化鈦前驅(qū)體、石墨烯材料一起在醇溶液中混合均勻，然后慢慢加入弱堿溶液，攪拌1-3小時(shí)，二氧化硅前驅(qū)體、氧化鋁前驅(qū)體、二氧化鈦前驅(qū)體在石墨烯材料中分別成核生長為二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦，即得到石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料；所述的石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料中，二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-30wt％，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-30wt％，二氧化鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-30wt％，石墨烯材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1-35wt％。

所述的石墨烯材料為氮摻雜石墨烯、硫摻雜石墨烯、磷摻雜石墨烯、氟摻雜石墨烯、氯摻雜石墨烯、石墨烯、氧化石墨烯的一種或幾種；所述的二氧化硅前驅(qū)體為正硅酸四(1,1,1,3,3,3-六氟異丙基)酯、正硅酸四異丙酯、正硅酸異丙酯、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的一種或幾種；所述的氧化鋁前驅(qū)體為異丙醇鋁、硝酸鋁、氯化鋁、硫酸鋁銨、碳酸鋁銨、三氟化鋁中的一種或幾種；所述的二氧化鈦前驅(qū)體為鈦酸正丁酯、鈦酸異丙酯、四氯化鈦、三氯化鈦中的一種或幾種。

所述的弱堿溶液中含有添加劑，所述的添加劑為鹽酸、碳酸氫鈣、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、乳酸、聚乙二醇、石蠟中的一種或幾種。

一種石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料，由上述制備方法制備得到。

上述石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料在熱傳導(dǎo)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

一種含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料的制備方法，包括以下步驟：將上述石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料、主要成膜物質(zhì)、輔助填料一起混合均勻，即得到含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料；

所述的含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料中，石墨烯/二氧化硅/氧化鋁/二氧化鈦復(fù)合填料的含量占含石墨烯的復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱材料的1-85wt％；

所述的輔助填料為氧化鎂、氧化硼、氧化鈮、硅藻泥、氧化鎳、氧化鐵、炭黑、碳納米管、氮化鋁、活性炭、氮化硼、氧化鈦、氧化鋅中的一種或幾種；所述輔助填料的含量占石墨烯復(fù)合電子導(dǎo)熱散熱復(fù)合材料的1-35wt％；