[发明专利]一种石墨烯基高导热相变材料及其制备方法和生产装置

说明书

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种石墨烯基高导热相变材料及其制备方法和生产装置，制备方法包括如下步骤：(1)将石墨烯泡棉置于真空环境内，排出内部空气；(2)将相变材料在高于其相变温度下进行加热熔化，获得液态相变材料；(3)将液态相变材料注入石墨烯泡棉内，待液态相变材料填充石墨烯泡棉后，进行冷却，使液态相变材料凝固，即得到所述石墨烯基高导热相变材料。本发明采用注入的方式将液态相变材料填充到石墨烯泡棉内，避免泡棉表面有相变材料裸露，导致在使用过程中裸露的相变材料熔化成液态而流动到使用器件上，并且有利于提高石墨烯基的表面裸露后，更有利于提高石墨烯基相变材料的导热性能和产品品质的稳定性。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种石墨烯基高导热相变材料及其制备方法和生产装置。

背景技术

相变储能材料利用潜热储存热量，具有热焓值大，密度小，相变过程几乎温度恒定等特点，广泛应用与建筑、能源、航空航天等领域。随着5G时代的到来，高功耗的器件对散热的需求越来越高，传统的相变材料导热性能低下，像石蜡仅有0.3W/mK，漏液等问题。这就严重影响了相变材料在相变储热或放热过程中的传热效率和应用场景。

石墨烯泡棉是一种具用导电性良好、极低密度、超高导热、弹性强的一种多孔导热碳材料。主要应用在吸附、缓冲、电磁屏蔽、相变储热等行业。利用超高导热的石墨烯泡棉与相变材料相结合，不仅起到了相变储能功效，还可以增加导热功能。

目前石墨烯相变材料主要通过浸渍混合的方式进行制备，例如CN105018041公开了一种石墨烯相变材料的制备方法：将相对密度为0.1～2g/cm3的氧化石墨烯多孔薄膜浸入有机相变储能材料中，直至该有机相变储能材料完全填充所述氧化石墨烯多孔薄膜的微孔。但是该类浸润混合方法不可避免地会在石墨烯表面形成相变材料层，即石墨烯的导热面会被相变材料所覆盖，从而影响石墨烯相变材料的导热性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种石墨烯基高导热相变材料及其制备方法和生产装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种石墨烯基高导热相变材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将石墨烯泡棉置于真空环境内，排出内部空气；

(2)将相变材料在高于其相变温度下进行加热熔化，获得液态相变材料；

(3)将液态相变材料注入石墨烯泡棉内，待液态相变材料填充石墨烯泡棉后，进行冷却，使液态相变材料凝固，即得到所述石墨烯基高导热相变材料。

本发明采用注入的方式将液态相变材料填充到石墨烯泡棉内，避免泡棉表面有相变材料裸露，导致在使用过程中裸露的相变材料熔化成液态而流动到使用器件上，并且有利于提高石墨烯基的表面裸露后，更有利于提高石墨烯基相变材料的导热性能。此外，采用注入方式的优势还在于可以保持注入过程中石墨烯泡棉全程处于真空环境内，可以将石墨烯泡棉内的空气充分排出，提高相变材料对石墨烯泡棉的浸润程度，获得更好的结合性，从而提高石墨烯基相变材料的导热率、相变焓等性能。

其中，所述步骤(1)中，石墨烯泡棉在置入真空环境前，使用屏蔽膜覆盖石墨烯泡棉的上表面和/或下表面。