[發明專利]球形石墨導熱填料、球形石墨/高分子導熱復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811231995.7
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109251360B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 包晨露;王慧慧;張松迪;劉明禹
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K9/04;C08K9/02;C08K3/04;C09C1/46;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/10;C09K5/14;C08L77/06;C08L63/00;C08L29/04;C08L27/06;C08L
• 代理公司: 北京悅和知識產權代理有限公司 11714
• 代理人: 李娜;田昕

本發明實施例涉及一種球形石墨導熱填料、球形石墨/高分子導熱復合材料及其制備方法。本發明實施例提供的球形石墨導熱填料，從內到外包括：球形石墨、凝固劑和氧化石墨烯；其制備方法包括下述步驟：將球形石墨與凝固劑混合，將吸附了凝固劑的球形石墨從凝固劑中分離出來；將吸附了凝固劑的球形石墨趁濕與氧化石墨烯混合，分離。本發明實施例提供的球形石墨/高分子導熱復合材料，由包括下述組分的原料制得：上述球形石墨導熱填料，和高分子材料；其制備方法包括下述步驟：將上述球形石墨導熱填料和高分子材料混合，復合。本發明提供的球形石墨/高分子導熱復合材料使用球形石墨導熱填料，熱導率高、力學性能好、工藝簡單、成本較低。

技術領域

本發明涉及一種球形石墨導熱填料、球形石墨/高分子導熱復合材料及其制備方法。

背景技術

導熱材料在電子、能源、化工、航空航天等領域有廣泛的應用。常用的導熱材料有金屬、碳材料、氮化物、氧化物、高分子導熱復合材料等。其中高分子導熱復合材料具有密度小、易加工、易成型、耐腐蝕等優點，是應用最廣泛的類型之一。

高分子導熱復合材料由導熱填料和高分子復合而成。常用的導熱填料有金屬、碳材料、氮化物、金屬氧化物等。研究表明，高分子導熱復合材料的散熱性能受到高分子的熱導率，導熱填料的熱導率、濃度、形貌、排列取向、表面修飾等因素的影響。一般而言，當導熱填料的熱導率高、濃度大，則復合材料的熱導率高、散熱效果好。

具有石墨結構的碳材料(石墨、石墨烯、石墨納米片、碳納米管等)具有高熱導率，被廣泛用作導熱填料。但是它們在高分子中分散性較差，界面作用力弱，當濃度較高時往往造成復合材料力學性能嚴重下降。研究者通常通過氧化、酸化等方法改變碳材料的表面物理化學特性，并在此基礎上進一步進行修飾，提高它們與高分子的相容性，改善分散性，增強界面作用。但是這種化學改性由于在碳材料表面制造了大量缺陷，導致熱導率顯著降低，對于導熱應用而言，有時候得不償失。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

發明目的

為解決上述問題，本發明的一個目的在于提供一種球形石墨導熱填料及其制備方法，本發明選擇球形石墨作為導熱填料，并通過物理改性的方法提高球形石墨導熱填料在高分子中的分散性，避免了化學改性方法在碳材料表面引入大量缺陷的問題，用于高分子導熱復合材料可使其兼具良好的導熱性能、力學性能和性價比。本發明的另一目的還在于提供一種球形石墨/高分子導熱復合材料及其制備方法，本發明提供的球形石墨/高分子導熱復合材料使用了上述球形石墨導熱填料，具有熱導率高、力學性能好、工藝簡單、成本較低等優點。

解決方案

為實現本發明目的，本發明實施例提供了一種球形石墨導熱填料，從內到外包括：球形石墨、凝固劑和氧化石墨烯。

本發明實施例還提供了一種球形石墨導熱填料的制備方法，包括下述步驟：將球形石墨與凝固劑混合，將吸附了凝固劑的球形石墨從凝固劑中分離出來；將吸附了凝固劑的球形石墨趁濕與氧化石墨烯混合，分離。

上述球形石墨導熱填料、球形石墨導熱填料的制備方法在一種可能的實現方式中，所述球形石墨的平均粒徑為0.1-500μm，可選地為1-100μm，進一步可選地為2-50μm。

上述球形石墨導熱填料、球形石墨導熱填料的制備方法在一種可能的實現方式中，所述凝固劑包括水溶性凝固劑。