[發明專利]一種高導熱復合定形相變材料的制備方法

有效

• 申請號: 202011238468.6
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112226211B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 譚化兵;潘卓成;潘智軍
• 申請（專利權）人: 安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C09K5/06
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 康穎

本發明提供一種高導熱復合定形相變材料的制備方法，包括：S1、采用水熱法制備墨烯復合水凝膠；S2、將石墨烯復合水凝膠制備三維石墨烯復合氣凝膠；和S3、再將三維石墨烯復合氣凝膠制備成納米線，并實現納米線與石墨烯微片構成的三維網絡連接，獲得三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠；S4、對三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠進行熱原還處理；和S5、取S4所得還原后的三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠，采用真空浸漬法或熱溶滲法，將三維石墨烯?納米線雜化氣凝膠與相變材料復合，得到高導熱復合相變材料。

技術領域

本發明涉及一種高導熱復合定形相變材料的制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子器件及智能終端集成度的不斷提升，散熱問題成為制約器件及終端性能的關鍵因素之一，在此背景下，孕育出了“熱管理材料及技術”這一重要學術和工程概念。相變材料是熱管理材料重要組成部分，其具備固-液相轉變的特性，能夠實現熱能的存儲，在發生相態變化過程中，具備吸收或釋放大量潛熱的能力，是熱管理材料中研究的重點材料。

相變材料在使用過程中，由于流動性大，容易產生相變材料泄露，因此需要引入新材料來制備復合相變材料，確保發生相變前后相變材料形狀保持一致，即具備相變定形能力。在所有定形相變復合材料中，采用三維多孔材料作為骨架(填充物)來制備相變復合材料是最有價值的技術方案之一。此外，為提高相變材料的導熱特性(相變材料熱導率一般較差)，需要采用熱導率高的多孔材料。

三維石墨烯氣凝膠材料，是基于二維石墨烯材料構建而成的三維多孔結構，具有比表面積大的特點，能夠吸附和禁錮相變材料，確保發生相變時無泄漏。同時，三維石墨烯氣凝膠材料具有非常好的可壓縮性以及回彈特性，是制備高性能相變復合材料的最有發展前景的骨架填充材料之一。然而，當前已報道的三維石墨烯氣凝膠材料，通常導熱性能非常差。上述原因在于三維石墨烯氣凝膠材料的石墨烯片層之間具有非常大的接觸熱阻，導致熱量傳遞不暢。因此，若要實現三維石墨烯氣凝膠結構材料在相變復合材料中的應用，必須要對三維石墨烯進行改性處理。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種高導熱復合定形相變材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種高導熱復合定形相變材料的制備方法，包括：

S1、采用水熱法制備墨烯復合水凝膠；

S2、將石墨烯復合水凝膠制備三維石墨烯復合氣凝膠；和

S3、再將三維石墨烯復合氣凝膠制備成納米線，并實現納米線與石墨烯微片構成的三維網絡連接，獲得三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠；

S4、對三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠進行熱原還處理；和

S5、取S4所得還原后的三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠，采用真空浸漬法或熱溶滲法，將三維石墨烯-納米線雜化氣凝膠與相變材料復合，得到高導熱復合相變材料。

根據本發明的一個方面，所述步驟S1中，包括：

S1-1、采用氧化石墨烯(GO)、二氧化硅或三氧化鋁納米粉超聲分散于水溶液中，獲得氧化石墨烯混合超聲分散水溶液，氧化石墨烯的質量濃度為1-10g/L,優選2g/L；

S1-2、將乙二胺四乙酸(EDTA)加入S1-1形成的分散液中進行超聲分散；

S1-3、將S1-2形成的分散溶液放入反應釜中，反應釜在50-200℃保溫2-20小時，隨后冷卻，即可獲得凝膠混合物；

S1-4、用乙醇與水對S1-3形成的凝膠混合物進行清洗，即可獲得氧化石墨烯/納米粉體混合水凝膠。優選地，所述清洗采用乙醇與水交替清洗。

根據本發明的一個方面，所述S1-1中，所述二氧化硅或三氧化二鋁粉體粒徑為30-2000nm，優選300nm。