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技术

本发明专利技术公开了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。本发明专利技术还公开了其制备方法，将工业石墨烯均热膜边角料机械粉碎得到石墨烯均热膜碎片，将石墨烯均热膜碎片堆填于模具中，将环氧树脂注入装填填料的模具中，多次真空脱泡后高温固化得到材料。本发明专利技术采用的石墨烯均热膜来源于工业废料，可以实现废物利用；制备的复合材料因填料高度取向，从而导热性能优异；实现排列取向的方法为简单机械挤压或气流正压，步骤简洁、容易实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及导热高分子复合材料领域，更具体的说，涉及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。
技术介绍
科学技术的进步使电子产品的散热成为维持电子设备的性能和可靠性的关键因素。同样，在在一些新兴技术产业，包括：新能源汽车，柔性可穿戴电子设备，发光二极管等，都需要新型导热材料。通常通过对聚合物进行填充高导热性能的填料，可以制备具有优良导热性能的填充型导热聚合物复合材料。这种方法因加工工艺简单、过程易控制、成本较低廉等优点，被广泛应用于现阶段导热聚合物复合材料的制备。这些填料可按其基本组成分为金属材料，陶瓷材料，碳基材料,其中碳基填料(碳纤维、碳纳米管(CNT)、石墨烯和石墨)导热系数高，经常被用作导热填料。碳基材料中石墨烯的理论导热系数高达5300W/(m·K)，约是室温下铜导热系数(400W/(m·K))的10倍多，氧化铝导热系数(36W/(m·K))的100多倍。石墨烯材料可作为极好的超高导热材料。二维石墨烯薄膜由聚酰亚胺热解后压制而成，具有很高本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。/n

【技术特征摘要】
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。


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10～40.0W/(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金合，施利毅，余品璇，刘慧，
申请(专利权)人：上海大学，上海陛升新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31