一种高导热碳骨架树脂基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热的碳骨架树脂基复合材料及其制备方法，属于导热复合材料技术领域。首先用短切中间相沥青基碳纤维制成纤维毡预制体，采用化学气相沉积工艺在碳纤维上原位生长碳纳米管；再通过化学气相渗透工艺沉积一层热解碳，利用碳纳米管/热解碳共同连接预制体中的短切碳纤维，制得多孔杂化网络结构；对该网络结构进行石墨化处理，得到由碳纤维、碳纳米管、热解碳共同构成的高导热杂化碳骨架；通过浸渍工艺将聚合物树脂浸渍到杂化碳骨架结构中，固化后得到碳骨架树脂基复合材料。本发明专利技术制备的碳骨架树脂基复合材料，碳骨架体积分数占19.2 vol%时，沿复合材料厚度方向上的热导率达到20.9 W/m·K，是纯环氧树脂热导率的99倍，可用作新型热管理材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导热复合材料，具体涉及一种高导热碳骨架树脂基复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、聚合物材料具有可加工性优异、密度低等特点，广泛应用于各重要工业领域。然而大部分聚合物材料的热导率都很低，例如环氧树脂的热导率为0.2 w/m·k，聚二甲基硅氧烷的热导率为0.25 w/m·k，制约了它们在热管理和导热复合材料领域中的应用，例如在高密度集成电路的散热器件、温控开关、绿色建材等应用场合。目前提高聚合物导热性能的途径有两种：一是改善聚合物自身的结构，例如调整聚合物分子链结构实现热导率的提高，但是该方法对于聚合物热导率提升效果有限且成本较高；二是在聚合物中引入高导热填料，包括分散性填料和网络状结构填料，其中分散性填料在聚合物中易出现团聚现象，造成复合材料的实际导热性能远低于理论值。网络状结构填料是提高聚合物材料导热能力的有效方法，例如通过冰模板法、化学气相沉积法、牺牲模板法，将导热填料构建成3d网络结构，这种网络状结构可提供有效的高导热传输路径，可在较低添加量下实现复合材料导热性能的显著提升。

2、ma等在“ ch本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2. 如权利要求1所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂溶液中分散剂的质量分数为0.1~5 wt%，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸中的一种或多种。

3. 如权利要求1或2所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或多种；所述碳纳米管生长催化剂为硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴中的一种或多种；所述混合溶液中粘结剂的质量分数为1~20 wt%，碳纳米管生长催化剂的质量...

【技术特征摘要】

1.一种高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2. 如权利要求1所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂溶液中分散剂的质量分数为0.1~5 wt%，所述分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸中的一种或多种。

3. 如权利要求1或2所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇中的一种或多种；所述碳纳米管生长催化剂为硫酸亚铁、硝酸铁、硝酸镍、硝酸钴中的一种或多种；所述混合溶液中粘结剂的质量分数为1~20 wt%，碳纳米管生长催化剂的质量分数为 0.5~2 wt%。

4. 如权利要求1所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，化学气相沉积时，在900~1100℃通入烷烃前驱体；所述烷烃前驱体为天然气、甲烷、乙烷、丙烯中的一种或多种；烷烃前驱体流量为0.05~0.5 l/min。

5. 如权利要求1所述的高导热碳骨架树脂基复合材料的制备方法，其特征在于，化学气相渗透时，升温至800~1200℃通入热解碳前驱体；所述热解碳前驱体为天然气、甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯向辉，王中凯，杨德雨，宋强，张守阳，李贺军，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：