[发明专利]一种石墨烯基导热界面材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯基导热界面材料的制备方法，包括以下步骤：A)将石墨烯类材料、乙烯基硅橡胶、六方氮化硼、鳞片石墨、端羟基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶联剂混合，进行搅拌，得到胶料，所述石墨烯类材料选自石墨烯、石墨烯/二氧化硅复合粉体和石墨烯/二氧化硅复合片层材料中的一种或多种；B)将所述胶料进行拉压、卷制和裁剪，得到石墨烯基导热界面材料。

技术领域

本发明属于导热界面材料技术领域，具体涉及一种石墨烯基导热界面材料及其制备方法。

背景技术

传统的导热界面材料主要是以导热颗粒填充聚合物或者油脂，组成导热脂、导热胶粘剂、导热橡胶及相变材料等几类界面材料。其填料填充体积要求很大(约70％)，才能达到室温下导热系数为1～5W/(m·K)。因而对于更好的界面导热材料和更高热导率填料的需求日益迫切。

随着电子技术的迅速发展，电子元器件的集成程度和功率密度不断提高，电子器件的耗散功率密度和发热量越来越大。因此，散热问题变得越来越重要，对热管理技术的要求也更加严格。因而对于更好的导热界面材料和更高热导率填料的需求日益迫切。石墨烯基导热界面材料由于其优异的热性能成为近年来研究的热点。

目前市场上使用的导热界面材料热导率在5w/mk以上的产品很少，而且价格非常昂贵，不利于普遍应用。201410554466.6中描述的直接在导热硅橡胶复合材料中添加石墨烯，得到的导热硅橡胶的导热性能(40℃时的导热系数4.98w/m·k)。我们为了进一步提高导热界面材料的热导率，设计了有序定向排列的结构进行解决。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨烯基导热界面材料及其制备方法，本发明提供的石墨烯基导热界面材料具有良好的热导率。

本发明提供了一种石墨烯基导热界面材料的制备方法，包括以下步骤：

A)将石墨烯类材料、乙烯基硅橡胶、六方氮化硼、鳞片石墨、端羟基硅油、乙烯基硅油以及第一硅烷偶联剂混合，进行搅拌，得到胶料，所述石墨烯类材料选自石墨烯、石墨烯/二氧化硅复合粉体和石墨烯/二氧化硅复合片层材料中的一种或多种；

B)将所述胶料进行拉压、卷制和裁剪，得到石墨烯基导热界面材料。

优选的，所述石墨烯/二氧化硅复合片层材料按照如下方法进行制备：

将所述石墨烯/二氧化硅复合粉体与水混合后，进行流延制备得到厚度为1～20微米的石墨烯/二氧化硅复合片层材料。

优选的，所述石墨烯/二氧化硅复合粉体按照如下方法进行制备：

将偶氮引发剂、石墨烯粉体、第二硅烷偶联剂和水混合进行加热反应，过滤后烘干，得到石墨烯/二氧化硅复合粉体；

或者，

将纳米二氧化硅粉体、处理剂与溶剂混合后进行预处理，再与石墨烯分散液进行混合反应，得到石墨烯/二氧化硅复合粉体，所述处理剂选自硬脂酸、钛酸酯偶联剂、第三硅烷偶联剂和聚乙烯醇中的一种或多种，所述石墨烯分散液包括石墨烯、水和粘结剂。

优选的，所述偶氮引发剂选自2,2-偶氮二异丁腈、2,2-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烷)、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺中的一种或多种；

所述第二硅烷偶联剂选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；

所述钛酸酯偶联剂选自异丙氧基三硬脂酸酰氧基钛酸酯、新烷氧基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙氧基三(乙二胺基N-乙氧基)钛酸酯和双三乙醇胺基二异丙氧基钛酸酯中的一种或多种；