【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料及其制备方法。本专利技术属于导热复合材料领域。
技术介绍
1、工况灯电源是工矿灯的组成部分，用于为工矿灯提供需要的直流电压。工矿灯电源与led灯组一般采用螺栓紧固连接，而工矿灯顶部配置吊装螺栓，为此一般工矿灯电源采用金属压铸外壳，此外，外壳还为工矿灯开关电源发热器件提供散热作用；目前市场主流方案是采用压铸铝外壳，但其成本较高。
2、石墨烯是目前导热性最好的材料，结合到在工矿灯上的实际使用问题，可将石墨烯与环氧树脂等材料搅拌后可作为外壳材料，并且价格较为便宜，缺点是其材料强度不足，散热性能较差，作为工矿灯电源外壳存在承重不足，容易老化变形，螺纹可能脱落等风险。
3、石墨烯在导热散热领域中，常被用作导热材料的填料。石墨烯的热导率极高，同时热辐射发射率也非常高，因此石墨烯兼具了热传导与热辐射的特性。在热传导材料中，石墨烯作为导热填料，在基体中均匀分布，彼此相连而构建出导热的网络，热量沿导热网络传递，效率大大提高。石墨烯拥有较大的比表面积和高的发射率，能够快速将通过热传导方式传递过来的热量及时交换到环境中去。然而，石墨烯由于其自身结构也存在两个主要问题：1、石墨烯为平面层面结构，其散热主要集中在平面传导，影响了散热效果；2、其高的比表面积在直接使用时，存在易团聚难分散的问题，从而使用其使用效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中工矿灯电源盒用材料存在散热性差同时力学强度不足，容易老化变形，螺纹脱落
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种工矿灯用高导热石墨烯复合材料，包括以下重量份数的原料：
4、聚合物树脂86.7-93.4份；
5、改性石墨烯5.0-10.0份；
6、改性导热填料1.6-4.0份；
7、上述组分总计100份。
8、进一步地，所述聚合物树脂为环氧树脂及其固化剂。
9、进一步地，所述改性石墨烯的制备方法包括如下步骤：
10、(1)取氧化石墨烯与n,n-二甲基甲酰胺a混合均匀后，加入甲基丙烯酸异氰基乙酯、对羟基苯甲醚a，反应完成，得到中间产物i；
11、(2)将中间产物i、n,n-二甲基甲酰胺b混合均匀后，缓慢滴加到异佛尔酮二胺、n,n-二甲基甲酰胺c的混合溶液中，反应完成，得到中间产物ii；
12、(3)将中间产物ii、n,n-二甲基甲酰胺d混合均匀后，缓慢滴加到二官能度环氧化合物、n,n-二甲基甲酰胺e混合溶液中，反应完成，得目标产物iii，即改性石墨烯。
13、进一步地，步骤(1)中所述氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺a、甲基丙烯酸异氰基乙酯的用量比为：1.0g：200ml：0.9-1.0g；所述对羟基苯甲醚a的用量为甲基丙烯酸异氰基乙酯a质量的1wt％。
14、进一步地，步骤(2)中所述异佛尔酮二胺的用量与甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1；所述中间产物i、n,n-二甲基甲酰胺b的用量比：1.0g：300ml；所述异佛尔酮二胺、n,n-二甲基甲酰胺c的用量比：1.0g：200ml。
15、进一步地，步骤(3)中所述二官能度环氧化合物的用量与异佛尔酮二胺按摩尔比1:1；所述中间产物ii、n,n-二甲基甲酰胺d的用量比：1.0g：400ml；所述二官能度环氧化合物、n,n-二甲基甲酰胺e的用量比：1.0g：300ml。
16、进一步地，所述改性导热填料为改性金属氧化物。
17、进一步地，所述改性金属氧化物的制备方法如下：
18、将金属氧化物、乙酸乙酯a混合均匀，加入硅烷偶联剂和水，升温至反应温度，反应结束后，得到改性金属氧化物；
19、所述金属氧化物、乙酸乙酯a、硅烷偶联剂、水的用量比为：5.00g：200ml：35.00g：
20、3.00g。
21、进一步地，所述改性金属氧化物为改性氧化铝与改性氧化镁按质量比(1-3):1混合。
22、一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
23、s1：将聚合物树脂、改性石墨烯、改性导热填料按配方混合，并在球磨机中球磨，待用；
24、s2：将s1中的混合料送入模具中进行冷模压成型；
25、s3：对成型后的材料加热固化得到工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料。
26、本专利技术的有益效果：
27、(1)本专利技术提供了一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，通过配方设计，使用自制的改性石墨烯，为环氧基封端的石墨烯结构，含有石墨烯、氨基甲酸酯、环氧基结构。首先、石墨烯具有极高的导热性；第二、有机链对石墨烯进行修饰后，可降低石墨烯分子层间的作用力，解决石墨烯难分散易团聚的问题；第三、使用二官能度环氧化合物改性后，一方面与主体树脂具有优异的相容性；另一方面赋予改性石墨烯反应活性，参与到主体树脂的反应中，并提高力学强度。
28、(2)本专利技术提供了一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，通过配方设计，使用自制的改性导热填料。首先，针状氧化铝、氧化镁晶须具有更高的导热性；第二、氧化铝、氧化镁混合物与工矿灯材质铝均具有较好的相容性；第三、改性后的导热填料解决了细粒径易团聚的问题，具有优异的分散性；第四、使用氨基硅烷偶联剂或环氧硅烷偶联剂改性导热填料，可作为反应物键入到体系中，提高力学强度。
29、(3)本专利技术提供了一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，通过配方设计，使用改性石墨烯与改性导热填料复配。首先、改性石墨烯为平面层状结构，可形成在平面层导热平面；而改性填料为针状或晶须结构，具有各向异性；改性填料随机分散在该石墨烯的层间、环间起“桥梁”作用，使整个导热平面更大且形成三维的导热网络，导热效率更高。
30、(4)本专利技术提供了一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料的制备方法，通过模压制备，操作简单，适合推广。
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1.一种工矿灯用高导热石墨烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述聚合物树脂为环氧树脂及其固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述改性石墨烯的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：步骤(1)中所述氧化石墨烯、N,N-二甲基甲酰胺A、甲基丙烯酸异氰基乙酯的用量比为：1.0g：200mL：0.9-1.0g；所述对羟基苯甲醚A的用量为甲基丙烯酸异氰基乙酯A质量的1wt％。
5.根据权利要求3所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：步骤(2)中所述异佛尔酮二胺的用量与甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1；所述中间产物I、N,N-二甲基甲酰胺B的用量比：1.0g：300mL；所述异佛尔酮二胺、N,N-二甲基甲酰胺C的用量比：1.0g：200mL。
6.根据权利要求3所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征
7.根据权利要求1所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述改性导热填料为改性金属氧化物。
8.根据权利要求7所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述改性金属氧化物的制备方法如下：
9.根据权利要求8所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述改性金属氧化物为改性氧化铝与改性氧化镁按质量比(1-3):1混合。
10.一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种工矿灯用高导热石墨烯复合材料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.根据权利要求1所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述聚合物树脂为环氧树脂及其固化剂。
3.根据权利要求1所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：所述改性石墨烯的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：步骤(1)中所述氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺a、甲基丙烯酸异氰基乙酯的用量比为：1.0g：200ml：0.9-1.0g；所述对羟基苯甲醚a的用量为甲基丙烯酸异氰基乙酯a质量的1wt％。
5.根据权利要求3所述的一种工矿灯电源盒用高导热石墨烯复合材料，其特征在于：步骤(2)中所述异佛尔酮二胺的用量与甲基丙烯酸异氰基乙酯按摩尔比1:1；所述中间产物i、n,n-二甲基甲酰胺b的用量比：1.0g：300ml；所述异佛尔酮二胺、n,n...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐景新，
申请(专利权)人：常州市创联电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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