[发明专利]一种石墨烯-水泥基高导热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于复合材料的主要原料包括：硅酸盐水泥、酚醛树脂、硅烷偶联剂、石墨烯、分散剂、乙醇和水；以硅酸盐水泥质量为100％，除硅烷偶联剂和水外，其他各组分所占硅酸盐水泥质量百分比为：酚醛树脂0.5％～5％、石墨烯0.1％～10％、乙醇20％～40％；

所述复合材料的制备方法为：用乙醇将酚醛树脂完全溶解，作为改性剂，对硅酸盐水泥进行改性；再利用硅烷偶联剂对石墨烯进行改性，得到改性石墨烯；然后将二者球磨混合，热压成型，先于湿润环境中养护，再浸泡于水中，并在自然条件下养护至期龄。

2.根据权利要求1所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于所述的酚醛树脂为醇溶性酚醛树脂；所述的硅烷偶联剂为KH-550、KH-560、KH-570硅烷偶联剂。

3.根据权利要求1所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于在制备改性石墨烯步骤中，以石墨烯的总质量为100％，硅烷偶联剂所占质量百分比为0.5％～5％。

4.根据权利要求1所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于所述的球磨混合过程中，加入分散剂聚丙烯酸及其碱性化合物，掺入量为粉料的0.01％～0.05％。

5.根据权利要求3所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于所述的球磨混合条件为采用高能球磨机，公转100r/min～400r/min，自转300r/min～1200r/min，粉磨时间0.5h～3h。

6.根据权利要求1所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于所述的热压成型条件为热压压力5MPa～10MPa、热压温度90℃～150℃、热压时间1min～3min。

7.根据权利要求1所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料，其特征在于所述的湿润环境为：温度为20℃～40℃或70℃～90℃，相对湿度为90％～99％的环境。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的石墨烯-水泥基高导热复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将硅酸盐水泥用80目方孔筛筛分；

(2)将酚醛树脂充分溶解于乙醇中，与步骤(1)中过筛后的硅酸盐水泥粉混合，搅拌均匀，取出，在70℃～90℃下烘干至恒重，得到改性硅酸盐水泥粉体；

(3)将硅烷偶联剂溶于乙醇，与石墨烯混合，超声10min～30min后，搅拌混合物0.5～2h，取出，在70℃～90℃温度下烘干至恒重，制得改性石墨烯粉体；

(4)将步骤(2)得到的改性水泥粉体和步骤(3)得到的改性石墨烯于高能球磨机内球磨混合，得到的混合干料置于模具，热压成型制成复合干粉薄片；

(5)将热压成型后的石墨烯-水泥基复合干粉薄片置于水泥标准养护箱内养护1～12h；

(6)将步骤(5)养护好的干粉薄片置于含有水的容器内，其中，薄片上表面距离水面5mm～25mm，在自然环境下养护至期龄，再将薄片在45℃～55℃烘干至恒重。