[發明專利]一種石墨烯導熱漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710704719.7
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN108300004B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 宋肖肖;鄭逸群;蘇陽;劉同浩
• 申請（專利權）人: 山東利特納米新材料有限公司
• 主分類號: C09D127/16
• 分類號: C09D127/16;C09D163/00;C09D175/04;C09D7/45;C09D7/61
• 代理公司: 濟寧匯景知識產權代理事務所(普通合伙) 37254
• 代理人: 孫兆乾

本發明公布了一種石墨烯導熱漿料及其制備方法，屬于石墨烯導熱材料技術領域，其特征是包括石墨烯、粘結劑、N?甲基吡咯烷酮以及石墨烯氣凝膠防沉劑，首先將粘結劑加入N?甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，制成混合液，然后將石墨烯、石墨烯氣凝膠防沉劑加入至混合液中，最后利用高剪切分散機對上述混合液攪拌，得到穩定分散的導熱漿料；本發明引入石墨烯氣凝膠作為防沉劑，石墨烯在漿料中均勻穩定分散，漿料的導熱系數有顯著提升，附著力、柔韌性也有明顯提升，固化成膜后石墨烯即可在膜層內部形成連續的導熱網絡發揮優異的導熱作用，具有工藝簡單、施工容易、附著力強、散熱效果佳等優點。

技術領域

本發明涉及石墨烯導熱材料技術領域，具體涉及一種石墨烯導熱漿料及其制備方法。

背景技術

隨著電子產品的升級換代的加速和迷你、高集成以及高性能電子設備的發展，電子產品的散熱管理需求日益增長，目前，石墨紙因其散熱效率高、占用空間小、重量輕，被用做筆記本電腦、平板顯示器、數碼攝像機、移動電話等電子設備的密封材料，利于改進電子產品的性能，但是石墨紙是將高碳磷片石墨經化學處理高溫膨脹軋制而成，成本較高。

石墨烯，自2004 年被人們發現以來，成為了碳家族（零維的富勒烯，一維碳納米管，二維石墨烯和三維石墨）中的一位新成員。因為其獨特的二維結構，使其具有質量輕、導熱性好、透明性高、導電性高等優越性，可被廣泛的應用于能源、環境、傳感和生物等領域。近些年石墨烯的導電性、高比表面積成為人們研究的熱點，而關于石墨烯的高導熱性能研究相對較少。

公布號為CN106145099A的中國發明專利申請公布了一種石墨烯漿體材料及其制備方法，提出了利用螯合劑的收集和富集作用，在液態研磨條件下通過兩段研磨，達到石墨烯級別的微粒經螯合劑浮于液面，處于螯合狀態下的石墨烯在漿體中分散穩定，不沉降、不凝聚，是一種可以直接添加的石墨烯漿體，可應用于電池導電劑、導電涂料、防腐涂料、導熱涂料。

但是，石墨烯導熱漿體材料在使用過程中因石墨烯的分散性差、與基底層的附著力弱、容易脫落，嚴重影響著石墨烯導熱漿料的應用。為改善石墨烯與基底的吸附力，公告號為CN103628050B的中國發明專利公布了一種在金屬表面制備石墨烯/硅烷復合薄膜的方法，該方法通過分子自組裝方法使硅烷偶聯劑的一端官能團與處理過的金屬表面通過化學鍵相連，偶聯劑的另一端官能團枝接氧化石墨烯，再對氧化石墨烯進行還原，即可制得雙層復合抗腐蝕薄膜，該方法有效地提高了石墨烯與金屬的結合強度，且金屬的抗腐蝕能力也大大增強。但該技術方案中利用氧化石墨烯直接與偶聯劑連接時，其化學鍵連接不牢固；而且需對金屬表面經打磨、除油、沖洗、表面羥基化、吹干等處理工序，并處理后的金屬表面僅直接浸入到石墨烯/ 硅烷偶聯劑處理液中后烘干，導致金屬表面與硅烷偶聯劑的連接不牢固，影響石墨烯與金屬表面的整體結合強度。公布號為CN104557138A的中國發明專利申請公布了一種硅烷化石墨烯導熱涂層的制備方法，首先對氧化石墨烯上羧基進行活化處理，活化后的羧基與硅烷上氨基形成酰胺鍵，利用噴涂方式取代浸入方式將硅烷化氧化石墨烯溶液涂敷在基底表面，使硅烷上基團與基底以化學鍵連接，有效改善石墨烯與基底間的吸附力，進而提高附著基底材料的導熱性。但是該方案采用高溫灼燒使硅烷上基團與基底相結合，硅烷偶聯劑與石墨烯結合后會削弱石墨烯的散熱性能，且高溫燒結成本能耗都比較高，另外硅烷偶聯劑屬有機硅，高溫烘烤下容易產生開裂，導致燒結工藝難度較高。而對于電子設備的密封材料而言，由于需與電池等電子器件相貼合，所以不適宜高溫加工，因此，亟需研發一種石墨烯導熱漿料以適于精密、迷你電子設備的密封應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種以石墨烯氣凝膠為防沉劑的石墨烯導熱漿料及其制備方法，本發明導熱漿料中石墨烯分散穩定均勻，只需均勻的將漿料涂刷或噴涂在電子器件表面，固化成膜后石墨烯即可在膜層內部形成連續的導熱網絡發揮優異的導熱作用，具有工藝簡單、施工容易、附著力強、散熱效果佳等優點。