[发明专利]一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法

说明书

本发明提供了一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法，其包括如下步骤：碳纤维脱浆及活化处理、四针状氧化锌晶须活化处理、碳纤维接枝四针状氧化锌晶须导热材料的制备。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、采用碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须制备出一种新型导热粉，利用四针状氧化锌晶须接枝在碳纤维表面形成特殊“树杈状”结构，让碳纤维表面不同方向都长出“触角”，不仅克服传统的碳纤维材料具有一定方向性而导致材料不同方向导热系数不一致等缺点，而且各个“触角”之间可以进行接触，搭建导热通道，从而形成完整的导热网络，提高材料的导热性能；2、相较于传统的填充型导热材料，具有添加量少，导热性能好，对材料物理机械性能破坏性小等优点；3、制备的原材料来源丰富，制备工艺简单，容易产业化生产等优点。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法，属于导热材料技术领域。

背景技术

导热材料作为一种新型的工业材料，在国民经济领域中，特别是电子电器领域中逐渐得到广泛应用，传统的导热材料是采用导热填料对高分子基体材料进行均匀填充，利用导热填料在高分子基材中形成有效的导热通道，以提高其导热性能，但要想形成有效的导热通道，往往意味着导热填料要在基材中进行大量填充，这不仅提高了材料的生产成本，而且过高的填料量必然导致材料物理机械性能的下降，如中国发明专利CN104610714B公开了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚碳酸酯绝缘导热复合材料及其制备方法，该材料以氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化镁及碳化硅中的一种或一种以上组合作为导热填料，材料导热系数可达到1-2W/m·k，但由于导热填料添加量基本超过50％以上，因此对材料物理机械性能及加工性能影响较大。

碳纤维(CF)是一种质轻、强度高、具有较高热导率和电导率的纤维，将CF加入聚合物中，能够在一定范围内提高聚合物力学性能的同时，还能够提高聚合物的导热和导电性能，是一种理想的导热填料。但是，CF具有一定的方向性，不同方向的热导率可能不一样。

四针状氧化锌晶须作为一种具有四针状特殊晶型结构的无机材料，具有良好的导热性能，导热率为25.23W/m·k，同时由于这种特殊的晶型结构，晶须之间容易相互接触形成导热通道，提高符合材料导热性能。

李光吉、童奇勇等人于2010年6月在中国塑料第24卷第6期《聚丙烯/四针状氧化锌晶须/氧化镁导热绝缘复合材料的制备与性能研究》一文中提到以聚丙烯材料为基材，以氧化镁和四针状氧化锌晶须作为导热填料制备导热材料，材料导热系数为0.7563W/m·k，较纯聚丙烯导热系数提高210％，但采用碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须制备导热粉未见相关报道。

因此，本发明采用碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须制备出一种新型导热粉，利用四针状氧化锌晶须接枝在碳纤维表面形成特殊“树杈状”结构，让碳纤维表面不同方向都长出“触角”，不仅克服传统的碳纤维材料具有一定方向性而导致材料不同方向导热系数不一致等缺点，而且各个“触角”之间可以进行接触，搭建导热通道，从而形成完整的导热网络，提高材料的导热性能。具有添加量少，导热性能好，而且能最大限度的保留材料原有的物理力学性能，拓宽材料应用领域。

发明内容

针对现有的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法，为上述问题提供一种安全、可靠的解决方案。

本发明是通过以下技术方案实现的：

1、一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2、一种碳纤维表面接枝四针状氧化锌晶须导热粉的制备方法，其特征在于：

1)取一定重量的有机溶剂加入索氏抽提器中，加入碳纤维在80℃恒温下反复洗涤回流24h进行脱浆处理，抽提结束后用去离子水清洗5次，于100℃下真空烘干制得脱浆碳纤维。