[发明专利]一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，将聚多巴胺包覆的金属纳米粒子和石墨烯均匀分散在溶剂中，通过抽滤或者沉降，以使聚多巴胺包覆的金属纳米粒子和石墨烯形成复合膜，再进行热处理，以使聚多巴胺发生碳化和金属纳米粒子发生热熔，实现在厚度方向上连接石墨烯片层结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，聚多巴胺包覆的金属纳米粒子采用将金属纳米粒子与多巴胺共混均匀，加入三羟甲基氨基甲烷引发多巴胺聚合在金属纳米粒子表面，离心获得聚多巴胺包覆的金属粒子，采用金属纳米粒子为商品化的金属纳米粒子，如金、银、铜，微观形貌为纳米球、纳米棒、纳米片，大小为40—80nm。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，采用石墨烯为二维片状石墨烯，如功能化石墨烯片(带有羟基，羧基等官能团)；使用水为溶剂。

4.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，选择在超声作用下实现聚多巴胺包覆的金属纳米粒子和石墨烯的均匀分散，如80—150w下持续超声作用1—5小时，优选100—150w下持续超声作用2—3小时。

5.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，选择通过真空抽滤或自由沉降以形成复合膜，在制备石墨烯/金属粒子膜过程中，通过静置20—40小时，使得石墨烯片层结构和聚多巴胺包覆的金属纳米粒子自由沉降形成膜，或者通过真空抽滤的方法，获得膜材料。

6.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，在形成复合膜之后，通过超临界干燥去除溶剂以防止溶剂蒸发过程中材料受内应力而收缩变形。

7.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，进行热处理时，对复合膜施加压力0.5～5MPa，在1000-2000℃下进行聚多巴胺包覆的碳化和金属纳米粒子的熔融(处理时间为0.5—2h)，熔融后的金属实现从厚度方向上连接石墨烯片层结构，得到石墨烯/金属粒子的导热复合材料；选择将复合膜置于石墨模具中进行热处理。

8.根据权利要求1所述的一种基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料的制备方法，其特征在于，在进行热处理之前，对复合膜施加压力0.5～5MPa，在800—850℃下预热处理1—2h，惰性气体为氮气、氦气或者氩气，选择将复合膜置于石墨模具中施加压力，在管式炉中惰性气体条件下进行预处理。

9.利用如权利要求1—8之一所述的制备方法得到的基于石墨化聚多巴胺包覆金属粒子的高导热复合材料，其特征在于，导热率沿平面方向大于800 W/(m·K)，沿厚度方向大于80W/(m·K)，优选沿厚度方向导热系数可达80—95 W/(m·K)。

10.聚多巴胺包覆的金属纳米粒子在增加石墨烯基复合材料厚度方向上导热能力中的应用。