[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱填料及其制備方法、聚芳醚砜導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011078811.5
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN112210120B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牟建新;何青霞;李澍;陳瑞;王振洋;溫豐宇
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/04
• 分類號(hào): C08K9/04;C08K9/02;C08K3/04;C08L81/06
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱填料及其制備方法、聚芳醚砜導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法，涉及導(dǎo)熱復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過對(duì)碳納米管和石墨烯進(jìn)行改性，使碳納米管的表面帶有羧基功能性基團(tuán)，使石墨烯的表面帶有氨基基團(tuán)和羥基基團(tuán)，然后將改性后的碳納米管和改性后的石墨烯分散混合到惰性溶劑中，使兩類填料因表面帶有的官能團(tuán)通過氫鍵的作用自組裝，進(jìn)而形成石墨烯?碳納米管雜化填料，改性石墨烯作為改性碳納米管的載體，改性碳納米管則搭接改性石墨烯片層，增大有效接觸面積，這種特殊結(jié)構(gòu)使得所制備的復(fù)合填料在聚砜基體中形成高效的導(dǎo)熱通路，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成從而達(dá)到添加少量導(dǎo)熱填料即可顯著提高復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)熱復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種導(dǎo)熱填料及其制備方法、聚芳醚砜導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

高分子材料憑借著優(yōu)越的力學(xué)以及抗疲勞性、電氣絕緣性、輕質(zhì)、加工條件優(yōu)良的優(yōu)勢已經(jīng)逐漸應(yīng)用于航天航空、國防軍工、電子電器等領(lǐng)域。高分子材料作為電和熱的不良導(dǎo)體，大部分材料都不具備導(dǎo)熱導(dǎo)電以及電磁屏蔽性能。于是賦予高分子材料一定導(dǎo)熱性和電磁屏蔽性能，能極大拓寬高分子材料在工業(yè)導(dǎo)熱和散熱以及電子設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。

聚砜材料作為最常用的特種工程塑料之一，有普通雙酚A型PSF(即通常所說的聚砜)、聚芳砜和聚醚砜三種。由于優(yōu)異的綜合性能，被廣泛的應(yīng)用于汽車、航空、航天、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。但是純聚砜的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.25W·m^-1·K^-1，且?guī)缀鯖]有電磁屏蔽性能，這嚴(yán)重限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值，因此需要進(jìn)一步將聚砜材料改性制備成導(dǎo)熱電磁屏蔽材料。目前，國內(nèi)外制備導(dǎo)熱材料的常用方法是樹脂基體與高導(dǎo)熱填料共混制備復(fù)合材料，通過填料在基體內(nèi)部形成有效的導(dǎo)電導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)熱量與電子的傳遞，而電磁屏蔽性能則通過導(dǎo)電材料的連續(xù)性實(shí)現(xiàn)。通過共混制備復(fù)合材料操作簡單，有利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，但是單一結(jié)構(gòu)的填料難以大幅度提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)熱填料及其制備方法、聚芳醚砜導(dǎo)熱復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明提供的導(dǎo)熱填料能夠增大有效接觸面積，在高分子基體中形成高效的導(dǎo)熱通路，促進(jìn)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成從而達(dá)到添加少量導(dǎo)熱填料即可顯著提高復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱填料的制備方法，包括以下步驟：

將石墨烯分散液、多巴胺和三羥甲基氨基甲烷緩沖液混合進(jìn)行表面處理，得到改性石墨烯；

將所述改性石墨烯與惰性溶劑混合，得到改性石墨烯分散液；

將碳納米管與濃硝酸進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到改性碳納米管；

將所述改性碳納米管與惰性溶劑混合，得到改性碳納米管分散液；

將所述改性碳納米管分散液滴入所述改性石墨烯分散液中后干燥，得到所述導(dǎo)熱填料。

優(yōu)選地，所述改性石墨烯分散液中的改性石墨烯與改性碳納米管分散液中的改性碳納米管的質(zhì)量比為3：1～1：3。

優(yōu)選地，所述表面處理的時(shí)間為24～36h。

優(yōu)選地，所述表面處理在pH值為7～10的條件下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述石墨烯分散液的濃度為2～3g/L，所述石墨烯分散液、多巴胺、三羥甲基氨基甲烷緩沖液混合后所得混合液中多巴胺的濃度為1.0～2.0g/L，三羥甲基氨基甲烷緩沖液的濃度為10～15mmol/L。

優(yōu)選地，所述氧化反應(yīng)的溫度為50～80℃，時(shí)間為2～5h。

優(yōu)選地，所述濃硝酸與碳納米管的質(zhì)量比為50：1～100：1，所述濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63％。