一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料领域，涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的环氧树脂复合材料包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂与环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。本发明专利技术采用石墨烯对环氧树脂进行改性，利用了石墨烯优异的导热性能，石墨烯分散在环氧树脂基体中，形成导热网络，提高了环氧树脂复合材料的导热性能。本发明专利技术将石墨烯和环氧树脂的比例控制在上述范围，有利于使石墨烯充分分散在环氧树脂中，进而有利于提高环氧树脂的导热性能。

Epoxy resin composite material, preparation method and application thereof

The invention belongs to the field of polymer materials, and relates to an epoxy resin composite material, a preparation method and application thereof. The epoxy resin composite material provided by the invention comprises graphene, curing agent and epoxy resin, and the mass ratio of the graphene, curing agent and epoxy resin is 0.33-8:10-50:100. The invention adopts graphene to modify the epoxy resin, utilizes the excellent thermal conductivity of graphene, disperses graphene in the epoxy resin matrix, forms a thermal conductive network, and improves the thermal conductivity of the epoxy resin composite material. By controlling the ratio of graphene to epoxy resin in the above range, graphene can be fully dispersed in epoxy resin, thereby improving the thermal conductivity of epoxy resin.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
环氧树脂具有粘结性好、应用范围广、化学和空间稳定性能好、力学性能好、加工工艺简单等特点，正广泛应用于生产生活以及国防等领域。为提高环氧树脂复合材料的物理及化学性能，对环氧树脂进行改性的研究越来越受到国内外研究者的关注。但是现有技术中改性环氧树脂的导热性仍然不理想，无法满足人们的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种环氧树脂复合材料及其制备方法和应用。本专利技术提供的环氧树脂复合材料导热性好，导热系数为0.331～0.414W/(m*K)。本专利技术提供了一种环氧树脂复合材料，包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。优选的，所述环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；所述固化剂为胺类固化剂。优选的，所述石墨烯为二维层状结构的石墨烯。本专利技术提供了上述技术方案所述环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯和低沸点有机溶剂混合，进行超声分散，得到分散浆液；(2)对所述步骤(1)得到的分散浆液进行加热，使分散浆液中的低沸点有机溶剂蒸发，得到均匀化石墨烯；所述加热的温度为65～85℃；(3)将所述步骤(2)得到的均匀化石墨烯与环氧树脂和固化剂混合后，依次进行真空脱泡和固化成型，得到环氧树脂复合材料。优选的，所述步骤(1)中低沸点有机溶剂为丙酮。优选的，所述步骤(1)中超声分散的功率为280～320W，所述超声分散的时间为1～3h。优选的，所述步骤(2)中加热的时间为16～20h；所述有机溶剂的体积为100～200mL。优选的，所述步骤(3)中真空脱泡的压力为10～100Pa。优选的，所述步骤(3)中固化成型的温度为60～150℃。本专利技术还提供了上述技术方案所述环氧树脂复合材料或者上述技术方案所述环氧树脂复合材料的制备方法制备得到的环氧树脂复合材料在电子封装材料中的应用。本专利技术提供的环氧树脂复合材料包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。本专利技术采用石墨烯对环氧树脂进行改性，利用了石墨烯优异的导热性能，石墨烯分散在环氧树脂基体中，形成导热网络，提高了环氧树脂复合材料的导热性能。本专利技术将石墨烯、固化剂和环氧树脂的比例控制在上述范围，有利于使石墨烯充分分散在环氧树脂中，进而有利于提高环氧树脂的导热性能。实施例的结果表明，本专利技术提供的环氧树脂复合材料的导热系数为0.331～0.414W/(m*K)。附图说明图1为本专利技术实施例1制备得到的环氧树脂复合材料的描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种环氧树脂复合材料，包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。在本专利技术中，除特殊说明外，各原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术提供的环氧树脂复合材料包括石墨烯、固化剂和环氧树脂。在本专利技术中，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100，优选为0.5～5:15～45:100，进一步优选为1～4:20～40:100，更优选为2～3:25～35:100。本专利技术采用石墨烯对环氧树脂进行改性，利用了石墨烯优异的导热性能，石墨烯分散在环氧树脂基体中，形成导热网络，提高了环氧树脂复合材料的导热性能。本专利技术将石墨烯和环氧树脂的比例控制在上述范围，有利于使石墨烯充分分散在环氧树脂中，进而有利于提高环氧树脂的导热性能。在本专利技术中，所述石墨烯的优选为二维层状结构的石墨烯；所述固化剂优选为胺类固化剂，进一步优选为HDMA固化剂；所述环氧树脂优选为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯。本专利技术提供了上述技术方案所述环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯和低沸点有机溶剂混合，进行超声分散，得到分散浆液；(2)对所述步骤(1)得到的分散浆液进行加热，使分散浆液中的低沸点有机溶剂蒸发，得到均匀化石墨烯；所述加热的温度为65～80℃；(3)将所述步骤(2)得到的均匀化石墨烯与环氧树脂和固化剂混合后，依次进行真空脱泡和固化成型，得到环氧树脂复合材料。本专利技术将石墨烯和低沸点有机溶剂混合，进行超声分散，得到分散浆液。在本专利技术中，所述石墨烯的质量和低沸点有机溶剂的体积比优选为0.8～14mg:1mL，进一步优选为1～13mg:1mL，更优选为4～10mg:1mL。在本专利技术中，所述低沸点有机溶剂优选为丙酮。在本专利技术中，所述超声分散的功率优选为280～320W，进一步优选为300W；所述超声分散的时间优选为1～3h，进一步优选为1.5～2.5h。本专利技术通过超声分散，有利于使分散浆液中石墨烯的粒径均匀化。本专利技术对得到的分散浆液进行加热，使分散浆液中的低沸点有机溶剂蒸发，得到均匀化石墨烯。在本专利技术中，所述加热的温度为65～85℃，优选为70～80℃；所述加热的时间优选为16～20h，进一步优选为17～19h。在本专利技术中，所述低沸点有机溶剂的体积优选为100～200mL，进一步优选为120～180mL，更优选为140～160mL。本专利技术优选在加热的同时对所述分散浆液进行搅拌处理。本专利技术优选通过搅拌处理来提高低沸点有机溶剂的蒸发速度。本专利技术通过加热处理蒸发掉低沸点有机溶剂，有利于制备得到粒径分散均匀的石墨烯，进而有利于使石墨烯能够充分分散在环氧树脂基体中，提高环氧树脂复合材料的导热性能。在本专利技术中，所述均匀化石墨烯优选为粒径分散均匀的石墨烯粉末。得到均匀化石墨烯后，本专利技术将所述均匀化石墨烯、环氧树脂和固化剂混合后，依次进行真空脱泡和固化成型，得到环氧树脂复合材料。本专利技术将均匀化石墨烯与环氧树脂和固化剂混合，得到混合料液。在本专利技术中，所述混合的方式优选为搅拌混合，所述搅拌的转速优选为700～900rpm，进一步优选为750～850rpm，更优选为800rpm；所述搅拌混合的时间优选为20～40min，进一步优选为25～35min，更优选为30min。本专利技术优选先将均匀化石墨烯与环氧树脂混合，然后再与固化剂混合。本专利技术优选采用上述混合方式，有利于将石墨烯与环氧树脂充分混合。所述混合后，本专利技术将混合料液进行真空脱泡，得到脱泡料液。在本专利技术中，所述真空脱泡的压力优选为10～100Pa，进一步优选为20～80Pa，更优选为40～60Pa；所述真空脱泡的时间优选为40～80min，进一步优选为50～70min，更优选为55～65min，更进一步优选为60min。本专利技术优选将真空脱泡的压力和时间控制在上述范围内，有利于将混合料液中的气泡进行脱除，进而使石墨烯在环氧树脂基体中能够形成连续的网络结构，提高环氧树脂复合材料的导热性。所述真空脱泡后，本专利技术对所述脱泡料液进行固化成型，得到环氧树脂复合材料。在本专利技术中，所述固化成型的温度优选为60～150℃，进一步优选为70～140℃，更优选为80～130℃，更进一步优选为90～120℃，最优选为100～110℃；所述固化成型的时间优选为1～4h，进一步优选为2～3h。本专利技术优选将固化成型的温度和时间控制在上述范围内，有利于在固化剂的作用下，使环氧树脂和石墨烯发生固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂复合材料，包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂复合材料，包括石墨烯、固化剂和环氧树脂，所述石墨烯、固化剂和环氧树脂的质量比为0.33～8:10～50:100。2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯；所述固化剂为胺类固化剂。3.根据权利要求1所述的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述石墨烯为二维层状结构的石墨烯。4.一种权利要求1～3任一项所述环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯和低沸点有机溶剂混合，进行超声分散，得到分散浆液；(2)对所述步骤(1)得到的分散浆液进行加热，使分散浆液中的低沸点有机溶剂蒸发，得到均匀化石墨烯；所述加热的温度为65～85℃；(3)将所述步骤(2)得到的均匀化石墨烯与环氧树脂和固化剂混合后，依次进行真空脱泡和...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹琳，张卓然，
申请(专利权)人：常州碳星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32