[發明專利]一種石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811410601.4
• 申請日: 2018-11-24
• 公開（公告）號: CN111218070A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 啟東茂材實業有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料的制備方法，步驟如下：向三口燒瓶中加入蒸餾水和PVP，溶解后加入苯乙烯；將AIBA溶于蒸餾水中，加入到三口瓶中，通氮氣，升溫至64?66℃反應25?27h，冷卻至室溫，離心洗滌，干燥得聚苯乙烯微球；將氧化石墨烯溶于蒸餾水中，超聲，將PS微球溶于蒸餾水中，超聲后，將石墨烯溶液和PS的懸浮液混合，再超聲，然后將混合液加入到三口燒瓶中，升溫至94?96℃后加入水合肼，反應7?8h，反應結束后冷卻至室溫，離心，用蒸餾水離心洗后干燥；將得到的粉料于100?110℃下壓制成熱壓樣品，冷卻即得。該方法簡便、易操作，制備的石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料導熱系數大。

技術領域

本發明涉及一種石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料的制備方法。

背景技術

石墨烯因其在光學、電學、熱學等各方面表現出的優異性能，成為目前研究最多的一種碳同素異形體。石墨烯僅由一層呈共軛排列的碳原子組成，是一種具有蜂窩狀結構的二維平面材料。作為二維的單層碳原子晶體，石墨烯以聲子作為熱量傳遞的載體，其低維結構可顯著削減晶界處聲子的邊界散射，并賦予其特殊的聲子模式，使得聲子以彈道－擴散的方式傳遞。石墨烯特殊的聲子傳熱模式使得其表現出優異的導熱特性，實驗測試其導熱系數可高達5300W/(m·K)，已經遠遠超過了銀、銅等金屬材料和氮化鋁、氮化硼等無機非金屬材料。高分子材料由于其結晶度低，晶體缺陷多熱導率很低。以聚合物為基體，將高導熱的材料填充到聚合無基體中，制備高分子復合材料是目前改善高分子材料導熱性能最常用的方法。填充性的復合導熱材料，填料在基體中的分散狀態很大程度上影響著材料的整體導熱率。為了改善填料的分散狀態，研究者們通過各種方法改善填料在基體中的分散或使填料有序排列，使填料更易在集體中形成導熱通路。

對于填充型的復合導熱材料，當導熱填料的填料量達到滲流閾值以上時，導熱填料在基體中形成有效的導熱通路時，導熱系數才能得到明顯提升。

發明內容

本發明的目的在于提供一種石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料的制備方法。

本發明通過下面技術方案實現：

一種石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料的制備方法，包括如下步驟：在三口燒瓶中，加入90-100份蒸餾水和3-5份PVP，攪拌，待PVP溶解后加入20-30份經過純化處理的苯乙烯，以450r/min的轉速攪拌35-45min；將1-3份AIBA溶解于20-30份蒸餾水中，再加入到三口瓶中，通氮氣40-50min，隨后升溫至64-66℃反應25-27h，反應結束后冷卻至室溫，并用甲醇和蒸餾水離心洗滌3-5次，真空干燥后得到聚苯乙烯微球；將5-15份氧化石墨烯溶于90-100份蒸餾水中，超聲處理2.5-3.5h，將10-20份PS微球溶于90-100份蒸餾水中，超聲處理35-45min后，將石墨烯溶液和PS的懸浮液混合，再超聲40-50min，超聲后將混合液加入到三口燒瓶中，升溫至94-96℃后加入60-70份質量分數為80%的水合肼，于101-103℃下反應7-8h，反應結束后冷卻至室溫，離心，用蒸餾水離心洗滌4-6次后干燥得到水合肼還原的石墨烯包覆PS微球；將粉料于100-110℃下壓制成熱壓樣品，冷卻即得；各原料均為重量份。

優選地，所述的制備方法中，以450r/min的轉速攪拌40min。

優選地，所述的制備方法中，通氮氣45min。

優選地，所述的制備方法中，隨后升溫至65℃反應26h。

優選地，所述的制備方法中，升溫至95℃。

優選地，所述的制備方法中，于102℃下反應7.5h。

優選地，所述的制備方法中，將粉料于105℃下壓制成熱壓樣品。

本發明技術效果：

該方法簡便、快捷、易操作，制備的石墨烯/聚苯乙烯導熱復合材料導熱系數大，可大規模制備。