[發(fā)明專利]導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法和制備設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210066868.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114479774B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐先海;夏彥衛(wèi);顧朝敏;李天輝;董馳;路士杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)河北能源技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): C09K5/14
• 分類號(hào): C09K5/14;H01B3/02;B01J19/00
• 代理公司: 石家莊國(guó)為知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 柳萌

本發(fā)明提供了導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法及制備設(shè)備，包括如下步驟：將六方氮化硼粉末、水與乙醇混合，順次經(jīng)過(guò)攪拌處理、超聲處理、高溫水熱處理、離心處理、真空干燥處理得到BNNSs粉末；加入N,N?二甲基甲酰胺溶液和石墨烯懸浮液；重復(fù)攪拌處理、超聲處理、高溫水熱處理、離心處理、真空干燥處理，得到GBN產(chǎn)物。本發(fā)明提供的導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法，利用超聲處理和高溫水熱處理對(duì)六方氮化硼進(jìn)行分散剝離，之后放至N,N?二甲基甲酰胺溶液中分散并加入石墨烯懸浮液，通過(guò)π?π鍵的相互作用，使得BNNSs緊密吸附在石墨烯表面，上述制備方法過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉，操作過(guò)程具有良好的安全性，能夠保證GBN的結(jié)構(gòu)完整性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于導(dǎo)熱絕緣材料制作技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，是涉及一種導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法及制備設(shè)備。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子設(shè)備具有高功率密度和高集成度的特點(diǎn)，密集的安裝結(jié)構(gòu)使得使用過(guò)程中散發(fā)的熱量無(wú)法及時(shí)排出，內(nèi)部環(huán)境過(guò)熱不僅會(huì)影響儀器的壽命，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起儀器工作故障，所以設(shè)備的散熱需求日益提高。這就要求設(shè)備元件在具有高絕緣性的基礎(chǔ)上，還兼具高導(dǎo)熱性能，以滿足設(shè)備的散熱需求。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于聚合物具有易加工、高機(jī)械強(qiáng)度及優(yōu)良的電絕緣性能，因此非常適合作散熱材料使用。但聚合物本身的導(dǎo)熱性能較差，并不適用于高功率密度和高集成度的電子設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法及制備設(shè)備，能夠利用石墨烯和BNNSs制得GBN產(chǎn)物，使其滿足高導(dǎo)熱性和高電絕緣性的需求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種導(dǎo)熱絕緣材料GBN的制備方法，包括以下步驟：

S100:將六方氮化硼粉末、水與乙醇混合，并攪拌處理得到六方氮化硼溶液；

S200：六方氮化硼溶液經(jīng)超聲處理和高溫水熱處理后，得到BNNSs分散溶液；

S300：對(duì)BNNSs分散溶液進(jìn)行離心處理，并真空干燥處理得到BNNSs粉末；

S400：將BNNSs粉末分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并與石墨烯懸浮液混合得到混合溶液；

S500：對(duì)混合溶液順次進(jìn)行步驟S100-步驟S400中的攪拌處理、超聲處理、高溫水熱處理、離心處理、真空干燥處理，得到GBN產(chǎn)物。

需要說(shuō)明的是，上述制備方法采用液相剝離法制備BNNSs，制作環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，得到的BNNSs結(jié)構(gòu)完整，層數(shù)較少，可成功附著于石墨烯的表面。另外，上述方法所需的原料成本低，得到的GBN可以有效提高石墨烯的導(dǎo)熱性能，整個(gè)制備過(guò)程綠色無(wú)污染，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

以六方氮化硼粉末和乙醇為原料進(jìn)行BNNSs粉末的制取，乙醇作為原料容易取材且成本低廉。制備過(guò)程中，先將六方氮化硼粉末、乙醇和水混合并攪拌均勻，然后通過(guò)超聲處理進(jìn)行分散，然后通過(guò)高溫水熱反應(yīng)，利用高溫膨脹誘發(fā)六方氮化硼的剝離，接著通過(guò)離心處理并真空干燥得到BNNSs粉末，為后續(xù)反應(yīng)穩(wěn)定的供送原料。

接著，將BNNSs粉末分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并與石墨烯懸浮液混合得到混合溶液，上述混合溶液經(jīng)攪拌后進(jìn)一步混合均勻，再次經(jīng)超聲處理和高溫水熱反應(yīng)，通過(guò)π-π鍵的相互作用，使得BNNSs緊密吸附在石墨烯的表面，之后進(jìn)行離心處理，后續(xù)再進(jìn)行進(jìn)一步抽濾和烘干后得到層數(shù)較少的GBN。

上述制作過(guò)程分別順次對(duì)原料進(jìn)行了攪拌、超聲處理、高溫水熱處理、離心處理和真空干燥處理，過(guò)程銜接緊密，采用的方法簡(jiǎn)單、產(chǎn)品的制造成本低，使用的化學(xué)試劑無(wú)污染且無(wú)腐蝕性，操作過(guò)程極為安全，得到的GBN的結(jié)構(gòu)更為完成，缺陷更少。