[发明专利]h-BN/HQ/GO导热复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种h‑BN/HQ/GO导热复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：步骤1，制备低共熔溶液；步骤2，根据步骤1制备的低共熔溶液制备分散液，并对分散液施加高速剪切应力处理；步骤3，对步骤2所得产物再次附加高速剪切应力处理，得到纳米h‑BN；步骤4，根据步骤3所得产物制备羟基化纳米h‑BN；步骤5，根据步骤4所得产物制备h‑BN/HQ/GO导热复合材料。本发明制备的复合材料提高导热能力的同时也为树脂基复合材料提供了新的导热填料，并从分子结构角度为改性有机物的导热性能提供参考。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，涉及一种h-BN/HQ/GO导热复合材料的制备方法。

背景技术

与传统的金属材料和陶瓷材料相比，高分子材料具有优异的再加工性能、质量轻且价格低廉的特点。因此，高分子材料逐步替代越来越多的金属材料和陶瓷材料被广泛地应用，但其用于电子产品领域仍然存在导热性能低的不足。目前，提高高分子材料导热性能的方法主要有两种，一种是在合成高分子材料的过程中通过改变高分子结构改善材料导热性能；另一种方法则是通过添加高导热填料，与高分子材料进行复合以达到提高导热性能的效果。

石墨烯具有规整的环状结构，以碳原子紧密堆积而形成的蜂窝状晶格结构材料，具有优异的光学、力学及导热性能，将其作为导热填料可提高高分子材料的导热性能，但石墨烯表面规整，与有机物的相容性较差，对提高有机物的导热性能有所影响。氧化石墨烯(GO)，石墨烯的衍生物，在石墨烯结构上含有大量的含氧官能团，包括羟基、环氧官能团、羰基、羧基等，这些活性官能团赋予了氧化石墨烯更多灵活性，可通过官能团的反应性改善氧化石墨烯和基体材料的相容性，构造良好的界面结构，更好地改善有机物的导热性能，目前关于氧化石墨烯的制备使用最多的还是hummer法，成本低且安全性较高。

六方氮化硼(h-BN)，又称白石墨，具有高热性能和电绝缘性能，具有与石墨烯相似的层状结构，硼原子和氮原子相互交替重叠排列，具有高导热性、耐热性且易于加工的特点。当材料尺寸降低到纳米水平时，材料的各种热力学性质也显示出不同的变化趋势，纳米级别的六方氮化硼表现出的量子限制和界面效应，相比于氮化硼，其拥有更加优异的化学稳定性、热稳定性以及电绝缘性。目前有关纳米六方氮化硼的制备物理剥离以及利用水热法、化学气相沉积法、烧结法、溶胶-凝胶法制备出的氮化硼。

发明内容

本发明的目的是提供一种h-BN/HQ/GO导热复合材料的制备方法，该方法选择相容性好且具有大量活性基团的GO为基体，利用BN导热性好且绝缘的特性改性GO制备导热复合材料。

本发明所采用的技术方案是，h-BN/HQ/GO导热复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1，制备低共熔溶液；

步骤2，根据步骤1制备的低共熔溶液制备分散液，并对分散液施加高速剪切应力处理；

步骤3，对步骤2所得产物再次附加高速剪切应力处理，得到纳米h-BN；

步骤4，根据步骤3所得产物制备羟基化纳米h-BN；

步骤5，根据步骤4所得产物制备h-BN/HQ/GO导热复合材料。

本发明的特点还在于：

步骤1的具体过程为：

将氯化胆碱作为氢键受体、乙二醇作为氢键供体以1:2摩尔比混合，在70-80℃下搅拌，直到形成透明澄清的液体，此液体即为低共熔溶液。

步骤2的具体过程为：

将h-BN粉末分散在步骤1所得的低共熔溶液中，在高速剪切乳化机下以10000-12000rpm/min，施加高速剪切应力处理20-30min，处理完成后得到白色分散液，将所得分散液进行超声空气化作用处理后静置。

步骤3的具体过程为：