[发明专利]一种绝缘导热胶黏材料及其制备方法

说明书

本申请公开了一种绝缘导热胶黏材料，使用氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料作为绝缘导热填料，其具体制备方法是用化学气相沉积法在石墨烯结构材料表面沉积氮化硼，得到氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料。这种复合材料具有远高于氮化硼且近似石墨烯结构材料的超高导热性能，同时表现为电绝缘，针对目前石墨烯结构材料在导热功能材料领域应用中的导电特性，开辟了绝缘高导热应用。

技术领域

本申请涉及导热功能性胶黏材料领域，具体为一种绝缘导热胶黏材料，使用氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料作为绝缘导热填料。

背景技术

随着工业技术的发展，电子设备、汽车工业及新能源行业对其工作系统中热的分散、储存与转换提出了越来越高的要求，因此先进热管理胶黏材料发挥着越来越重要的作用。

传统的绝缘导热胶黏材料主要集中于无机绝缘导热填料/胶黏剂主体复合材料，填料多为陶瓷类填料，如氮化硼、氮化铝、氧化铝、氧化硅、碳化硅等，通常通过提高导热填料的添加量来提升复合材料的导热性能。然而，由于陶瓷填料自身的导热性能限制，这种绝缘导热胶黏材料已经无法满足现代导热功能材料的发展要求。

随后金属基复合胶黏材料应运而生，综合了金属填料优良的导热性、可加工性等特点，能够较好的实现高导热功能，但由于电绝缘的应用需求限制，使得金属填料的添加量无法做高，进一步限制了金属基复合胶黏材料的导热性能提升。

第三代低维碳纳米导热复合胶黏材料以高导热的石墨烯、碳纳米管等作为导热填料，尽管石墨烯、碳纳米管本身具有优异的导热性能，导热系数可达3500W/mk，同样受制于材料本身的导电性，限制了复合材料的导热提升的空间。

发明内容

针对上述绝缘导热胶黏材料的导热性能提升需求，本专利展示一种绝缘导热胶黏材料，使用一种氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料作为绝缘导热填料。该氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料是用化学气相沉积法在石墨烯结构材料表面沉积氮化硼得到，具有远高于氮化硼且近似石墨烯结构材料的超高导热性能，同时表现为电绝缘，与胶黏剂主体进行复合，实现了绝缘高导热应用。具体步骤如下。

S1 氮化硼修饰的石墨烯结构复合材料的制备。

S1-1 将石墨烯结构材料置于化学气相沉积（CVD）系统的反应室中，清洗系统气路，排尽空气。

进一步地，所述石墨结构材料包括石墨烯、氧化石墨烯、掺杂石墨烯、碳纳米管、掺杂碳纳米管、石墨固体，质量为0.5g-2kg，使用石英容器装载。

进一步地，所述CVD系统包含气体管路、气体流量计、反应室、加热炉、真空泵和尾气处理装置。

进一步地，所述CVD系统包括等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、电感耦合等离子体增强化学气相沉积（ICPCVD）。

进一步地，所述清洗系统气路的方法为用真空泵将CVD系统抽至0.01-10Pa，通入惰性气体至常压，如此反复2-5次，其中惰性气体为氩气、氮气、氦气中的至少一种。

S1-2 通入惰性气体和氢气作为载气和还原气体，反应室升温，保温一段时间，减少石墨烯结构材料表面的缺陷，提高结晶程度。

进一步地，所述惰性气体为氩气、氮气、氦气中的至少一种，体积流量为20-1000sccm。

进一步地，所述氢气的体积流量为0-500sccm。

进一步地，所述反应室气体压强为0.01Pa-15MPa。

进一步地，所述反应室升温至300-1200℃，升温速率为5-40℃/min，保温时间为0-60min。