[發明專利]一種含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料

有效

• 申請號: 202011421888.8
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112645332B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 周敏;黃新;姚海英;魏俊杰
• 申請（專利權）人: 東莞烯事達新材料有限公司
• 主分類號: C01B32/97
• 分類號: C01B32/97;C01B32/184;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料，包括SiO₂漿料，所述SiO₂漿料包括55?65％的水、0?1％的潤濕劑、0?1％的消泡劑、5?15％的水性樹脂、0?1％的分散劑、15?25％的納米SiO₂、0?1％的PH調節劑和5?15％的防沉劑，按照上述各重量組分的配比材料，依次將水、分散劑、潤濕劑、納米Si0₂粉體、消泡劑、pH調節劑、防沉劑和水性樹脂加入到容器中，并在加入原料的同時進行機械攪拌。該含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料采用改良hummers法制備的氧化石墨烯溶液(GO)和SiO₂水溶膠作為原材料，簡單易得，采用超聲混合、真空抽濾、電磁感應快速退火、真空烘干等簡便的方法，用幾個簡單的步驟就可以制得高性能的熱界面材料。

技術領域

本發明涉及熱管理技術領域，具體為一種含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料。

背景技術

通過改良的Hummers的方法從天然石墨中制備氧化石墨烯(GO)，作為石墨烯的前體材料，由于其表面存在許多含氧官能團(如羥基、羰基和環氧基)，因為各含氧基團之間可以與水分子之間形成氫鍵，GO易分散在水中，和石墨烯的弱水分散性相比，GO更加容易制成高韌性宏觀薄膜，然而，由于GO的表面缺陷、邊緣無序或表面官能團，GO的導熱性能并不理想，因此，后續采用還原方法來還原氧化石墨烯(RGO)，提高其熱學和電學性能，(通過化學還原劑或高溫處理來還原氧化石墨烯(GO)制備石墨烯基薄膜，其中最常用的方法是利用水合肼原位還原GO制備RGO薄膜，但是水合肼具有劇毒，往往會帶來環境問題，因此，如何設計一種具有高通面導熱系數、合適力學性能的含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料，成為我們當前要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種含SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料，包括SiO₂漿料，所述SiO₂漿料包括55-65％的水、0-1％的潤濕劑、0-1％的消泡劑、5-15％的水性樹脂、0-1％的分散劑、15-25％的納米SiO₂、0-1％的PH調節劑和5-15％的防沉劑，按照上述各重量組分的配比材料，依次將水、分散劑、潤濕劑、納米Si0₂粉體、消泡劑、pH調節劑、防沉劑和水性樹脂加入到容器中，并在加入原料的同時進行機械攪拌，在原料加完之后，選用高速分散、砂磨和超聲分散3種手段進行分散，至細度小于50um，即制得納米SiO₂水性漿料，所述SIC絨毛的石墨烯紙熱界面材料的制備流程如下所示：

a.將1mg-1000mg氧化石墨烯(GO)分散在1ml-300ml乙醇和1ml-30ml去離子水的混合物中超聲處理；

b.在該分散體中加入100-1000uL的SiO₂漿料并進行超聲混合處理，其中，滴加的速度不能過快，應該以10-100uL/s的速率進行滴加，滴加的同時輔助以超聲分散，以保證SiO₂能夠均勻分散在GO表面；

c.對超聲處理后的產物進行真空過濾收集，并用去離子水多次洗滌，直到達到中性PH值，將產物在60℃下干燥，將SiO₂納米顆粒修飾的氧化石墨烯紙(SiO₂@GO紙)從聚四氟乙烯(PTFE)濾膜上揭下；

d.將獲得的SiO₂@GO紙在真空烘箱中進行140℃的預退火4-12h,以去除紙里面殘余的水分和部分含氧基團；

e.利用合肥科晶型號為SP-50KTC的2000℃控溫感應加熱爐在1300-1500℃下處理上述薄紙，即可得SiC雜化石墨烯紙。

優選的，所述聚四氟乙烯(PTFE)濾膜的孔徑為0.22um。