一种导热工程塑料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热工程塑料的其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种导热工程塑料的制备方法


[0001]本专利技术涉及新材料
，具体为一种导热工程塑料的制备方法
。

技术介绍

[0002]改善材料导热系数的方式包括两种：一种是本征型导热塑料，是指通过机械加工的方法使材料的分子结构发生改变，从而得到的材料；由于其洁净度完整，其导热机理主要是通过声子或者是电子导热；第二种是填充型导热塑料，即以高分子树脂作为基体，将导热填料加入到基体树脂中，制得的复合材料；本征型导热复合材料由于具有高的结晶取向度，使得材料的加工难度较大，而填充型导热复合材料的加工工艺简单并且成本低，应用范围较广，随着填充型导热复合材料的发展，越来越受到人们的重视
。
[0003]目前市场上的导热工程塑料在导热率上存在很大的提升空间，并且导热塑料自身的耐热性能有待提高
。
本专利技术制备的导热工程塑料在受热时，改性石墨烯气凝胶中的空气受热膨胀，对铜粉与氧化镁粉体的混料进行挤压，使粉体之间大量接触并串联，形成导热链，实现工程塑料的导热性；改性石墨烯气凝胶上改性石墨烯粉末中的锂离子受热分散在塑料基体之间，使导热粒子之间的塑料减少，增加填料与基体之间的结合性，从而减少机体本身的热阻，提高导热工程塑料的导热率
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种导热工程塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题
。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种导热工程塑料的制备方法，其特征在于，制备导热工程塑料的工艺流程为：羧基化处理
、
预处理
、
烧结
、
电离
、
干燥
、
球磨
、
水凝胶制备
、
气凝胶制备
、
成品
。
[0006]进一步的，一种导热工程塑料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：（1）向
37%
氢氧化钠溶液中加入石墨烯微片和氯乙酸，在
40KHz
频率下超声
2~3h
，制得羧基化石墨烯微片；（2）将羧基化石墨烯微片在碱液中浸泡
1~2h
，浸泡的同时升高温度至
80~90℃
，保温
1h
后对碱浸后的羧基化石墨烯微片进行热压烧结，烧结时间
3h
，制得预处理石墨烯微片；（3）将浓度为
2mol/L
的锂离子溶液加入到质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中；将预处理石墨烯微片在含有锂离子的质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中通电电离，电离时间
0.5~1h
，电压为
220V
；（4）将电离后的预处理石墨烯微片进行热风干燥，干燥时间
30~40min
，温度
40~50℃
，制得改性石墨烯微片；（5）使用棒型球磨机对改性石墨烯微片进行粉碎，球磨时间
30~40min
，制得改性石墨烯粉末；（6）将改性石墨烯粉末分散在去离子水中，加入乙二胺，在
90~100℃
下反应
5~6h
，
制得水凝胶；（7）将水凝胶在冷冻干燥机中冷冻干燥
40~48h
，然后将冷冻干燥的产物进行微波处理，制得改性石墨烯气凝胶；（8）将改性石墨烯气凝胶分散在塑料基体内部，加入铜粉与氧化镁粉体的混料之后制得导热工程塑料
。
[0007]进一步的，上述步骤（1）中，石墨烯微片
、37%
氢氧化钠溶液和氯乙酸质量比为
1:3:0.6~1:3:0.7。
[0008]进一步的，上述步骤（2）中，碱液为
40%
氢氧化钠溶液，升温速率为
5℃/min
，热压烧结时，烧结压力为
30~35MPa
，烧结温度为
1000~1100℃。
[0009]进一步的，上述步骤（3）中，锂离子溶液与质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液的质量比为
0.2:1.3~0.4:1.3。
[0010]进一步的，上述步骤（6）中，改性石墨烯粉末
、
去离子水与乙二胺的质量比为
1:9:1.3~1:10:1.5。
[0011]进一步的，上述步骤（7）中，冷冻干燥时温度为
‑
78~
‑
90℃
；微波处理时，功率为
800W
，处理时间为
3~5min。
[0012]进一步的，上述步骤（8）中，石墨烯气凝胶与塑料基体的质量比为
2:31~5:78
；铜粉与氧化镁粉体的质量比为
2:3~2:4
；塑料基体与铜粉和氧化镁粉体混料的质量比为
37:7~37:10
，塑料基体为液态环氧树脂
。
[0013]进一步的，所述导热工程塑料的制备方法制得的导热工程塑料，包括以下重量份数的原料：
100~130
份塑料基体
、15~20
份改性石墨烯气凝胶
、25~30
份铜粉与氧化镁粉体混料，所述塑料基体为液态环氧树脂
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术将石墨烯微片进行羧基化处理后制得羧基化石墨烯微片，先将羧基化石墨烯微片进行碱浸，碱浸的同时进行加热，然后将碱浸后的羧基化石墨烯微片在高温下热压烧结，制得预处理石墨烯微片；将预处理石墨烯微片浸泡在含有锂离子的质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中，并在质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中通电电离，电离一段时间后进行干燥，制得改性石墨烯微片；石墨烯微片的羧基化处理使得石墨烯微片表面带有大量的含氧官能团，增加石墨烯微片在碱浸液中分散性的同时，增加了石墨烯微片的表面活性；碱浸使得羧基化石墨烯微片表面的活性升高，并带有大量游离的高活性氢氧根离子，加热增加了碱性溶液中氢氧根离子的活性，减少碱液对羧基化石墨烯微片的作用时间；热压烧结时，大量的氢氧根离子对碱浸后的羧基化石墨烯微片进行侵蚀，在高温高压下带走羧基化石墨烯微片上的氢离子，使得羧基化石墨烯微片在结构致密的同时，羧基化石墨烯微片之间的结合度降低；电离时，锂离子在电流的作用下插层在预处理石墨烯片层之间和微孔中，使得预处理石墨烯微片带有电荷正性，增加在塑料基体中的分散性能
。
[0015]将改性石墨烯微片球磨粉碎后制得改性石墨烯粉末，将改性石墨烯粉末分散在去离子水中洗涤，然后与乙二胺反应制得水凝胶，将水凝胶冷冻干燥后进行微波操作，制得改性石墨烯气凝胶；将改性石墨烯气凝胶分散在塑料基体内部，加入铜粉与氧化镁粉体的混料之后制得导热工程塑料；分散在去离子水中的改性石墨烯粉末稳定性逐渐降低，随着稳定性的减弱以及改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种导热工程塑料的制备方法，其特征在于：主要包括以下制备步骤：（1）向
37%
氢氧化钠溶液中加入石墨烯微片和氯乙酸，在
40KHz
频率下超声
2h
，石墨烯微片
、37%
氢氧化钠溶液和氯乙酸质量比为
1:3:0.6
，制得羧基化石墨烯微片；（2）将羧基化石墨烯微片在
40%
氢氧化钠溶液中浸泡
1h
，浸泡的同时升高温度至
80℃
，升温速率为
5℃/min
，保温
1h
后对碱浸后的羧基化石墨烯微片进行热压烧结，烧结压力为
30MPa
，烧结温度为
1000℃
，烧结时间
3h
，制得预处理石墨烯微片；（3）将浓度为
2mol/L
的锂离子溶液加入到质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中；将预处理石墨烯微片在含有锂离子的质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液中通电电离，锂离子溶液与质量分数为
30%
的聚乙烯吡咯烷酮乙醇溶液的质量比为
0.2:1.3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高祥，
申请(专利权)人：高祥，
类型：发明
国别省市：