[發明專利]一種低成本耐高溫石墨烯復合散熱涂料及制備方法

有效

• 申請號: 202110732471.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113429878B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 陳慶;曾軍堂;司文彬;李鈞
• 申請（專利權）人: 戚薇
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D7/62
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 趙永強

本發明涉及石墨烯功能涂料的技術領域，提供一種低成本耐高溫石墨烯復合散熱涂料及制備方法，所述復合散熱涂料是將石墨烯包覆復合物、甲基硅樹脂、復合溶劑、羥基硅油分散均勻而制得；所述石墨烯包覆復合物是將氧化石墨烯、鋁粉、氮化硅粉、氮化硼粉、氧化鋁粉、分散劑研磨分散得到預復合物，然后轉入馬弗爐中快燒得到預包覆復合物，接著與水合肼溶液、氨水研磨反應，再過濾、水洗、烘干后而制得。本發明提供的石墨烯復合散熱涂料，石墨烯分散均勻，同時與氮化硅粉、氮化硼份、氧化鋁粉的復合效果好，而且石墨烯用量少，成本低廉，具有優異的散熱效果，適合用于耐100?300℃的散熱表面，易于推廣應用。

技術領域

本發明涉及石墨烯功能涂料的技術領域，特別是涉及一種低成本耐高溫石墨烯復合散熱涂料及制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子行業的高速發展，特別是電子元件正在向著小型化、微型化以及5G技術的發展，要求各種電子元件高頻率、高運算速率地工作，電子元件的組裝密度也越來越高，導致極小的元器件工作產生熱量，工作溫度的明顯升高直接影響著各類電子元器件乃至設備儀器的使用壽命和可靠性。另外，隨著新能源汽車的發展，鋰電池的散熱也非常重要，需要及時高效散熱。因此，電子元件乃至電子設備的散熱問題成為電子行業發展的重要研究課題。

傳統的散熱方式主要包括在發熱電子元件組裝散熱片和風扇等方式，但這種方式導致電子設備體積和重量增大，無法適應電子器件微型化、小型化和精密化的要求。近年來，研究指出采用涂層技術解決電子元件的散熱問題成為一種簡單易行的方法，從而使得散熱涂料成為研究熱點。

散熱涂料是通過提高物體表面輻射效率（特別是提高紅外輻射效率）、增強物體散熱性，從而降低體系溫度的一種特種涂料，具有成本低，實施簡單等優勢。目前散熱涂料的散熱方式主要有通過接觸的方式進行傳導散熱；憑借外界的流體流動來交換對流散熱；以輻射形式將熱量傳給溫度較低的周圍環境中的散熱方式。而大部分元器件較小，難以產生良好空間對流散熱，主要依靠高效的熱傳導和熱輻射散熱。而傳統的氮化硼、氮化硅、金屬鋁粉等用于散熱涂料的散熱效果難以達到正是基于此，目前對散熱涂料的要求越來越高，需要尋求新的高效散熱材料。

近年來研究表明，石墨烯作為一種具有高熱傳導系數的新型材料，具備優異的界面傳熱散熱效果，然而，行業內將石墨烯分散于涂料體系中制備散熱涂料時，石墨烯易于團聚，導致分散困難，影響散熱效果。再者，為了形成石墨烯傳熱界面，涂料中需要加入較多的石墨烯，導致成本提高。根據目前石墨烯應用于散熱涂料的技術，石墨烯與其余散熱導熱材料的復合效果較差。因此，針對石墨烯用于散熱涂料的研究受到廣泛關注。

中國發明專利申請號201910192960.5公開了一種石墨烯水性散熱涂料，此散熱涂料以水為稀釋劑，采用石墨烯分散液與導熱粉分散漿作為復合導熱填料組份。中國發明專利申請號202010279300.3公開了一種石墨烯散熱涂料及其制備方法和應用。本發明石墨烯散熱涂料包括有機硅改性丙烯酸樹脂、氨基樹脂、聚碳酸酯樹脂、石墨烯、助劑、填料和水，具有良好的抗刮、耐磨性能和散熱性能，且各組分均為環保型組分，具有對環境友好的優點。上述技術方案中，石墨烯依然存在分散性差、與其他導熱粉體結合性差等問題。

為了提高石墨烯在散熱涂料中的分散性，改善石墨烯與其他散熱導熱材料的復合效果，有必要提出一種新型石墨烯散熱涂料，進而在提升石墨烯涂料的散熱效果的同時，有效控制了制備成本，具有良好的應用前景。

發明內容

針對目前石墨烯在散熱涂料中的分散性差，與其他材料復合效果差，使得涂料散熱效果不佳，同時存在制備成本較高等問題，本發明提出一種低成本耐高溫石墨烯復合散熱涂料及制備方法，從而有效改善了石墨烯在散熱涂料中的分散性，使得石墨烯與其他散熱材料有效復合發揮散熱效果，同時石墨烯用量少，制備成本低廉，便于推廣應用。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種低成本耐高溫石墨烯復合散熱涂料的制備方法，具體制備方法如下：