一种基于石墨烯三维导热网链的热固性树脂组合物及其制备方法技术

技术编号:24594413 阅读:29 留言:0更新日期:2020-06-21 03:15
本发明专利技术公开了一种含石墨烯三维导热网链的热固性树脂组合物,所述热固性树脂组合物包含热固性树脂、石墨烯纳米片以及一维线状导热桥接填料。本发明专利技术采用液相剥离石墨的技术路线在热固性树脂基体中原位制备石墨烯纳米片,同时引入线状的碳纤维或碳纳米管和/或无机晶须,促进三维导热网链结构的有效搭建,充分发挥多维度、多尺度杂化填料之间协同效应,大幅度改善复合材料的导热性能。本发明专利技术的另一有益效果是复合材料的加工性能良好、耐热强度高且综合力学性能优异,拓展了其在各领域的应用前景。本发明专利技术所使用的方法安全简便,易于批量化生产,且能够获得充分剥离、均匀分散的石墨烯纳米片,并在热固性树脂中实现三维导热网链的构建。

A thermosetting resin composition based on graphene three-dimensional heat conduction network chain and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯三维导热网链的热固性树脂组合物及其制备方法
本专利技术涉及一种利用石墨烯构建三维导热网链的热固性树脂组合物及其制备方法,特别涉及一种兼具高导热系数、高力学性能和高耐热性的高分子复合材料及其制备方法,属于功能性纳米复合材料领域。
技术介绍
电子信息产业(尤其是大功率电子器件)的迅速发展,对热管理和散热材料提出了更高的要求。新型的轻质、耐热和阻燃的热固性树脂材料越来越受到广泛关注,例如环氧树脂和酚醛树脂,且在民用、航空和建材领域也具有重要的应用价值。但是大多数的热固性树脂导热性能较差,本征导热系数仅在0.1~0.3W/m要求的较低范围,难以满足广大的应用需求。因此,如何在保证热固性树脂力学性能和耐热性能的前提下,有效提升材料的导热性能是材料和工程领域研究人员的关注热点。添加具有高导热系数(>5000W/m·K)的石墨烯纳米片是提高聚合物导热性能较为有效的途径。但是,这一路线可能面临石墨烯在树脂基体中难加工、石墨烯分散不均匀、石墨烯在基体中难以连接成导热网链等问题。由石墨烯纳米片制备的复合材料的导热系数仍然偏低(通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯三维导热网链的热固性树脂组合物,其特征在于:所述热固性树脂组合物包含热固性树脂基体、石墨烯纳米片以及一维线状导热桥接填料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯三维导热网链的热固性树脂组合物,其特征在于:所述热固性树脂组合物包含热固性树脂基体、石墨烯纳米片以及一维线状导热桥接填料。


2.根据权利要求1所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述热固性树脂基体选自不饱和聚酯、聚氨酯、氨基树脂、酚醛树脂、丙烯酸类/丙烯酸酯树脂或环氧树脂中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述石墨烯纳米片由石墨原位剥离而成,所述石墨选自鳞片石墨、超细石墨、膨胀石墨或氧化石墨中的至少一种。


4.根据权利要求3所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述石墨烯纳米片的尺寸为1~2000μm,固定碳含量>95%。


5.根据权利要求1~4中任一权利要求所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述热固性树脂基体与所述石墨烯纳米片的质量比为99:1~70:30。


6.根据权利要求1~5中任一权利要求所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述线状导热桥接填料为无机晶须、碳纤维和/或碳纳米管中的至少一种。


7.根据权利要求6所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述无机晶须为碳化硅晶须、硼酸镁晶须、硼酸铝晶须、碳酸镁晶须、氧化镁晶须、氢氧化镁晶须、碳酸钙晶须或硫酸钙晶须中的至少一种。


8.根据权利要求1~7中任一权利要求所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述线状导热桥接填料的直径为5nm~10μm,且长径比>10。


9.根据权利要求1~8中任一权利要求所述的热固性树脂组合物,其特征在于:所述线状导热桥接填料与所述石墨烯纳米片的质量比为100:1~1:50,且所述热固性树脂与所述线状导热桥接填料的质量比为95:5~20:80。


10.一种利用石墨烯构建三维导热网链的热固性树脂组合物的制备方法,其包括以下步骤:
S1.在砂磨机中,加入热固性树脂基体和反应稀释剂,在循环研磨状态下,将粉状石墨加入混合物中继续研磨,获得含石墨烯纳米片的第一混合物;
S2.在循环研磨状态下,向所述砂磨机中的第一混合物加入一维线状导热桥接填料,获得具有三维导热网链结构的第二混合物;
S3.将所述第二混合物取出,升温至一定温度并充分固化,得到高导热热固性树脂组合物。


11.根据权利要求10所述的热固性树脂组合物的制备方法,其特征在于:所述热固性树脂基体选自不饱和聚酯、聚氨酯、氨基树脂、酚醛树脂、丙烯酸类/丙烯酸酯树脂或环氧树脂中的至少一种。


12.根据权利要求10或11所述的热固性树...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐欢徐玮彤王建华赵露华刘婷婷马青喜李金来
申请(专利权)人:新奥石墨烯技术有限公司
类型:发明
国别省市:河北;13

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