一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法，所述高导热铝基液冷板基材包括铝板和涂覆在铝板上的聚酰亚胺层；所述聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物。本发明专利技术提出的一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法，通过在铝板上涂覆聚酰亚胺层，该聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物，石墨烯/Cu2O复合物作为一种高导热填料，其可以有效提高所得液冷板基材的散热效率。有效提高所得液冷板基材的散热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导热材料
，尤其涉及一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法。

技术介绍

[0002]动力电池系统中，电池工作产生多余热量，热量通过电池或者模组与板型铝质器件表面接触的方式传递，最终被器件内部流道中通过的冷却液带走。这个板型铝质器件就是液冷板。
[0003]液冷板的一个基本要求就是导热功率要大，以便能够及时导出动力电池工作过程中产生的多余热量，避免过量温升的发生。但是现有的液冷板中，其表面包覆绝缘层后通常导热性能非常差，液冷板也一直未能找到很好的散热解决方案。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种高导热铝基液冷板基材及其制备方法，通过在铝板上涂覆聚酰亚胺层，该聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物，石墨烯/Cu2O复合物作为一种高导热填料，其可以有效提高所得液冷板基材的散热效率。
[0005]本专利技术提出的一种高导热铝基液冷板基材，包括铝板和涂覆在铝板上的聚酰亚胺层；
[0006]其中，所述聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物。
[0007]本专利技术中，采用聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物作为涂覆在铝板上的聚酰亚胺绝缘层，如此不仅可以提高整个绝缘层的导热效率，同时也可以保证所得液冷板基材获得良好的力学性能。
[0008]优选地，所述聚酰亚胺为分子链含羟基的聚酰亚胺。
>[0009]优选地，所述分子链含羟基的聚酰亚胺是将羟基取代的芳香族二胺、其他芳香族二胺和芳香族二酐进行缩聚得到。
[0010]本专利技术中，分子链含羟基的聚酰亚胺中的羟基可以与铝板之间可以发生化学键结合，因此当聚酰亚胺为分子链含羟基的聚酰亚胺时，可以有效增强涂覆在铝板上的聚酰亚胺层的剥离强度。
[0011]优选地，所述羟基取代的芳香族二胺为4，4'
‑
二氨基
‑
3，3'
‑
二羟基联苯；所述其他芳香族二胺为对苯二胺、4，4'
‑
二氨基二苯醚或4，4'
‑
二氨基二苯甲酮中的至少一种；所述芳香族二酐为3，3'，4，4'
‑
联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐或3，3'，4，4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐中的至少一种。
[0012]优选地，所述石墨烯/Cu2O复合物是将石墨烯氨基功能化后，与铜盐进行还原反应得到。
[0013]本专利技术中，将石墨烯氨基功能化后，石墨烯表面接枝有氨基，其可以作为单体参与聚酰亚胺的缩聚反应，从而有效增强所得石墨烯/Cu2O复合物在聚酰亚胺中的分散均匀性；之后再将氨基功能化的石墨烯表面接枝由铜盐沉淀还原得到的Cu2O，其可以增强石墨烯在垂直于片层方向上的导热效率，从而赋予所得得石墨烯/Cu2O复合物更加有效的导热性能。
[0014]优选地，所述石墨烯氨基功能化具体包括：将石墨烯氧化得到氧化石墨烯后，与二元胺反应并还原得到氨基功能化石墨烯；
[0015]优选地，所述二元胺为乙二胺、丁二胺或己二胺中的至少一种。
[0016]优选地，所述铜盐为硫酸铜或氯化铜中的至少一种，所述还原采用的还原剂为水合肼、硼氢化钠或亚硫酸钠中的至少一种。
[0017]优选地，所述石墨烯/Cu2O复合物在所述聚酰亚胺层的占比为5
‑
30wt％。
[0018]优选地，所述聚酰亚胺层的厚度为10
‑
100μm。
[0019]本专利技术中，所述聚酰亚胺层厚度越薄，则液冷板基材的导热效率越高，但聚酰亚胺层低于10μm时，液冷板基材的整体工艺控制难度就大大增加，而聚酰亚胺层高于100μm时，绝缘层厚度就较大，影响液冷板基材的传热效率。
[0020]本专利技术还提出一种上述高导热铝基液冷板基材的制备方法，包括：将含有石墨烯/Cu2O复合物的聚酰亚胺前体溶液涂布在铝板上，高温加热处理后，即得到所述高导热铝基液冷板。
[0021]优选地，所述高温加热处理包括：升温至70
‑
90℃，保温1
‑
2h，升温至160
‑
180℃，保温1
‑
2h，升温至230
‑
260℃，保温1
‑
2h，升温至360
‑
380℃，保温1
‑
2h。
[0022]本专利技术中，通过在铝板上涂覆聚酰亚胺层，聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物，Cu2O/石墨烯复合物作为一种高导热填料，其可以有效提高所得液冷板基材的散热效率。
具体实施方式
[0023]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本专利技术的范围。
[0024]实施例1
[0025]一种高导热铝基液冷板基材，包括铝板和涂覆在铝板上的聚酰亚胺层，该聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物；
[0026]制备该高导热铝基液冷板基材的方法包括：
[0027](1)、在带有温度计和机械搅拌的反应烧瓶中，将8.65g(80mmol)对苯二胺(PDA)和4.32g(20mmol)4，4'
‑
二氨基
‑
3，3'
‑
二羟基联苯(HAB)加入300mL N，N
‑
二甲基乙酰胺中分散均匀，再加入29.42g(100mmol)3，3'，4，4'
‑
联苯四甲酸二酐(BPDA)和7.05g石墨烯/Cu2O复合物，30℃下搅拌反应6h后，得到含有石墨烯/Cu2O复合物的聚酰亚胺前体溶液；
[0028]这里，所述石墨烯/Cu2O复合物是通过下述方法制备得到：将石墨粉通过经典Hummers法合成得到氧化石墨烯后，将该氧化石墨烯加入到10倍石墨粉重量的N，N
‑
二甲基乙酰胺中超声分散均匀，再加入15％石墨粉重量的乙二胺，80℃下搅拌反应3h后，通入还原剂H2，100℃下还原反应5h，过滤，洗涤，干燥，得到氨基功能化石墨烯；将该氨基功能化石墨烯加入10倍石墨粉重量的水中超声分散均匀，再加入1倍石墨粉重量的硫酸铜、5倍石墨粉
重量的氢氧化钠以及0.6倍石墨粉重量的硼氢化钠，70℃下搅拌反应1h后，即得到所述石墨烯/Cu2O复合物；
[0029](2)、将上述含有石墨烯/Cu2O复合物的聚酰亚胺前体溶液涂布在铝板上，再置于烘箱中，升温至80℃，保温2h，升温至170℃，保温1h，升温至230℃，保温2h，升温至370℃，保温1h，冷却至室温后，即得到所述高导热铝基液冷板基材，控制所述聚酰亚胺层的厚度为20μm。
[0030]实施例2
[0031]一种高导热铝基液冷板基材，包括铝板和涂覆在铝板上的聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热铝基液冷板基材，其特征在于，包括铝板和涂覆在铝板上的聚酰亚胺层；其中，所述聚酰亚胺层包括聚酰亚胺和均匀分散在聚酰亚胺中的石墨烯/Cu2O复合物。2.根据权利要求1所述的高导热铝基液冷板基材，其特征在于，所述聚酰亚胺为分子链含羟基的聚酰亚胺；优选地，所述分子链含羟基的聚酰亚胺是将羟基取代的芳香族二胺、其他芳香族二胺和芳香族二酐进行缩聚得到。3.根据权利要求2所述的高导热铝基液冷板基材，其特征在于，所述羟基取代的芳香族二胺为4，4'
‑
二氨基
‑
3，3'
‑
二羟基联苯；所述其他芳香族二胺为对苯二胺、4，4'
‑
二氨基二苯醚或4，4'
‑
二氨基二苯甲酮中的至少一种；所述芳香族二酐为3，3'，4，4'
‑
联苯四甲酸二酐、均苯四甲酸二酐或3，3'，4，4'
‑
二苯甲酮四甲酸二酐中的至少一种。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的高导热铝基液冷板基材，其特征在于，所述石墨烯/Cu2O复合物是将石墨烯氨基功能化后，与铜盐进行还原反应得到。5.根据权利要求4所述的高导热铝基液冷板基材，其特征在于，所述石墨烯氨基功能化具体包括：将石墨烯氧化得到氧化石墨烯后，与二元胺反应并还原得到氨基功能化石墨烯；优选地，所述二元胺为乙二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群，曹河文，祝春才，刘国隆，徐哲，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：