[发明专利]一种定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料，其特征在于：其由定向排列的厚度为5~20μm、侧向尺寸为0.5~3mm的石墨烯均热膜碎片作为导热填料，与浇注并包覆该导热材料的环氧树脂一起高温固化，使石墨烯均热膜碎片完成最终定向排列而制成，其包括如下步骤：

步骤A：预先设置一高温固化成型模具装置，该装置包括模具，该模具包括一底板；

步骤B： 将设定质量的石墨烯均热膜边角料放入机械粉碎机粉碎后，将石墨烯均热膜碎片过筛，筛选其中厚度为5~20um、侧向尺寸为0.5~3mm的石墨烯均热膜碎片作为导热填料；

步骤C:进行定向排列：将筛选的石墨烯均热膜碎片导热填料逐次装入模具装置中，使每次所装入的石墨烯碎片均沿平行于模具底板的方向、排列于模具内部；重复多次装入、方向排列，直到石墨烯均热膜碎片全部加入到模具中、并且均完成方向排列；

步骤D：将环氧树脂浇注于模具中，并真空脱泡3~5次，使石墨烯均热膜碎片中的空气排出；

步骤E：将浇注了环氧树脂的模具放入烘箱高温固化，固化完成后脱模，得到定向排列的石墨烯均热膜碎片/环氧树脂高导热复合材料。

2.根据权利要求1所述的定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料，其特征在于：按照质量百分比计算，其由如下比例的石墨烯均热膜碎片与环氧树脂制成：

石墨烯均热膜碎片：20~40%，

环氧树脂：60~80%。

3.根据权利要求1所述的定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料，其特征在于：所述的石墨烯均热膜碎片，是回收利用电子工业常用的石墨烯均热膜模切后剩余的边角废料，经粉碎制成。

4.根据权利要求1所述的定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料，其特征在于：所述环氧树脂/定向排列石墨烯均热膜复合材料，沿石墨烯均热膜排列方向的导热系数为10~40.0 W/(m·K)。

5.根据权利要求1~4之一所述定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料的制备方法，其特在于，其包括如下步骤：

步骤A：预先设置一高温固化成型模具装置，该装置包括模具，该模具包括一底板；

步骤B： 将设定质量的石墨烯均热膜边角料放入机械粉碎机粉碎后，将石墨烯均热膜碎片过筛，筛选其中厚度为5~20um、侧向尺寸为0.5~3mm的石墨烯均热膜碎片作为导热填料；

步骤C:进行定向排列：将筛选的石墨烯均热膜碎片导热填料逐次装入模具装置中，使每次所装入的石墨烯碎片均沿平行于模具底板的方向、排列于模具内部；重复多次装入、方向排列，直到石墨烯均热膜碎片全部加入到模具中、并且均完成方向排列；

步骤D：将环氧树脂浇注于模具中，并真空脱泡3~5次，使石墨烯均热膜碎片中的空气排出；

步骤E：将浇注了环氧树脂的模具放入烘箱高温固化，固化完成后脱模，得到定向排列的石墨烯均热膜碎片/环氧树脂高导热复合材料。

6.根据权利要求5所述定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料的制备方法，其特在于，其包括如下步骤：

所述的步骤C是: 通过机械挤压法进行定向排列：所述的模具装置为顶板敞开的中空的箱型装置；将筛选的石墨烯均热膜碎片导热填料逐层装入模具装置中，装入每层后用平板在石墨烯碎片层表面慢慢挤压，使石墨烯碎片平行于模具底板排列于模具内部，重复装入、挤压过程，直到石墨烯均热膜碎片全部加入到模具中。

7.根据权利要求5所述定向排列石墨烯/环氧树脂高导热复合材料的制备方法，其特在于，其包括如下步骤：

所述的步骤C是：通过气流正压法进行定向排列：将石墨烯均热膜碎片通过装料孔逐层装入模具装置中，然后移动均流板覆盖在石墨烯均热膜碎片表面，从模具装置上部通入压缩空气，使空气从顶部通过均流板作用于石墨烯均热膜碎片，再从底部筛网流出，利用气流正压使石墨烯均热膜碎片沿平行于模具底板的方向、排列于模具装置内部，重复上述装入、通气过程，直到石墨烯均热膜碎片全部加入到模具中。