[發明專利]一種導電導熱復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910956643.6
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN110713821A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 楊道源;蔣堯如;肖宇明
• 申請（專利權）人: 楊道源;蔣堯如;肖宇明
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C08K9/10;C08K9/00;C08K7/26;C09D5/24;C09D7/62
• 代理公司: 43113 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 馬強;胡凌云

本發明涉及一種導電導熱復合材料及其制備方法，該制備方法包括填料的包覆和高溫煅燒等以下步驟：在反應容器里加入溶劑和有機物，攪拌使有機物完全溶解，然后加入填料，繼續攪拌混合均勻，除去溶劑后即得聚合物或有機物包覆填料；有機物包覆填料經粉碎后，加入到石墨烯漿料中，攪拌混合一段時間，過濾，干燥，然后在真空或惰性氣氛保護下高溫煅燒，冷卻后粉碎即得到導電導熱復合材料。本發明制備的復合材料的導電導熱性能優異，且制備方法簡單，生產成本低，易于大規模化生產與應用。

技術領域

本發明涉及一種導電導熱復合材料及其制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術

導電塑料、導電橡膠或導電涂料的導電性是通過混合在其中的導電性物質，如炭黑、金屬粉末等導電材料獲得的，其中以銀粉和導電炭黑使用最多。兩者不僅價格非常昂貴，而且導電炭黑特別是乙炔炭黑的生產環境污染比較嚴重，在塑料中分散性非常差，制品的力學性能損失非常嚴重，在塑料中的應用非常有限。另外，復合材料的散熱性能對于延長電子器件的使用壽命是非常重要的，因此導電導熱材料的研究開發惹人注目。石墨烯具有超高的熱導率，導電率和優異的力學性能，在改善材料的導電導熱方面具有非常大的潛力。傳統的使用方法是直接將石墨烯粉末混入聚合物中，隨著石墨烯的用量增加，石墨烯片之間形成導電導熱通道，從而提高材料的導電導熱性能。這種方法石墨烯容易層疊和團聚，難以分散均勻，石墨烯用量大，成本高，還會導致復合材料的力學性能下降。另外，在傳統的無機粉料，如空心玻璃微珠（CN 105273689A）、碳化硅（CN107955413A）、石墨微片（CN107163624 A）表面涂膜一層銀等貴金屬，可以制備具有性能優異的導電材料，但容易在表面形成一層氧化物，降低導電率，同時制備方法復雜，生產成本高，不適合大規模生產。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種制備成本低廉的導電導熱復合材料的制備方法；本發明的目的之二在于提供一種導電導熱復合材料。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種導電導熱復合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1、在粉體填料表面包覆有機物層，獲得具有核殼結構的粉體；

S2、將S1中獲得的粉體加入到石墨烯漿液中，攪拌0.1-10h后，過濾，干燥，獲得固體混合物；

其中，石墨烯漿液中石墨烯的量為填料總量的0.005-20.0wt %，一般為0.01-15.0wt%，進一步為0.1-12.0wt%，優選為0.2-8.0wt%；

S3、將S2中獲得的固體混合物置于真空或惰性氣氛下煅燒0.5-24h，冷卻后，粉碎，獲得導電導熱復合材料；

其中，煅燒溫度為300-1200℃。

進一步地，所述粉體填料為纖維狀或顆粒狀；進一步地，粉體填料各向尺寸為10nm-500um。

進一步地，S1中，將有機物溶于溶劑中，獲得混合液；然后將所述混合液與粉體填料混合均勻，除去溶劑后，粉碎，獲得具有核殼結構的粉體。

進一步地，每100g填料所添加的混合液中，溶劑的含量為50-200mL，優選為80-180mL，進一步優選為100-150mL。

進一步地，所述有機物為聚合物、偶聯劑、表面活性劑中的一種或幾種。

進一步地，所述聚合物為天然高分子、合成高分子中的一種。

優選地，所述天然高分子為殼聚糖、淀粉、阿拉伯膠、藻蛋白酸鈉、纖維素、骨粉、明膠、干酪素中的一種或幾種。