[发明专利]一种压缩膨胀石墨导热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种压缩膨胀石墨导热材料及其制备方法。本发明通过对膨胀石墨在不同压力下进行三维压轧得到密度为2.01‑2.08g/cm³的压缩膨胀石墨导热材料，本发明制备的压缩膨胀石墨导热材料导热性能优异，并且制作工艺简单，不添加任何添加剂，成本低廉，应用广泛。

技术领域

本发明涉及石墨技术领域，更具体的说是涉及一种压缩膨胀石墨导热材料及其制备方法。

背景技术

目前国际上的已知导热材料中热导性能最好的是钻石(导热系数2300w/m·k)，其次是银(导热系数429w/m·k)、铜(导热系数401w/m·k)、金(导热系数317w/m·k)，但是均由于价格昂贵、成本高而不适用于作为工业材料应用，其次钻石的本身特性也不适合广泛应用于工艺材料中。

因此，提供一种成本低、导热性能好、应用广泛的新型导热材料是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种压缩膨胀石墨导热材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种压缩膨胀石墨导热材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量的膨胀石墨，置于压轧模具1中，在一定压轧压力下进行压缩，得到压缩膨胀石墨板；

(2)取步骤(1)得到的压缩膨胀石墨板放入压轧模具2中，在一定压轧压力下进行压缩，得到压缩膨胀石墨条；

(3)取步骤(2)得到的压缩膨胀石墨条，放入压轧模具3中，在一定压轧压力下进行压缩，得到压缩膨胀石墨导热材料；

其中，所述步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)中对膨胀石墨的压轧是方向均不相同的三维压轧。

采用上述技术方案的有益效果：

1)膨胀石墨是由插层石墨化合物高温膨胀制得，具有和天然石墨相当的导热性，但导热系数仅为7w/m·k左右，本发明采用三维加压方式，从不同表面进行充分压轧，通过增大膨胀石墨的密度，使石墨蠕虫相互之间结合更紧密合理，结合力更充分，并且克服了二维加压下膨胀石墨蠕虫侧面结合不到位，热传导性能差的缺点，进一步增强了热传导性能。

2)本发明制作工艺简单，不添加任何添加剂，成本低廉，应用广泛，使用条件要求低。

优选的，所述步骤(1)中的压轧压力为8-14Mpa；所述步骤(2)中的压轧压力为11-17Mpa；所述步骤(3)中的压轧压力为20-26Mpa。

采用上述技术方案的有益效果：本发明通过不同的压力对膨胀石墨进行分步三维压缩，本发明设定的压轧压力保证了压缩膨胀石墨的密度要求，而密度是影响压缩膨胀石墨导热性的一个重要因素，本发明使压缩膨胀石墨在各个方向上都结合更紧密合理，结合力更充分。

优选的，所述膨胀石墨的粒径为20-200目，最佳为20-30目。

采用上述技术方案的有益效果：本发明对任何粒径的膨胀石墨进行三维压缩后均能得到导热性能优异的压缩膨胀石墨导热材料，但粒径对压缩膨胀石墨的导热性能有一定的影响，因此，本发明优选20-200目的膨胀石墨，最佳为20-30目。

本发明利用20-30目膨胀石墨制备的压缩膨胀石墨导热材料的导热性能超越了导热性能第二高的银429以及其它所有金属，但价格却远低于银及其它导热材料，是导热材料领域的一次大的发现和超越。

优选的，所述的压轧模具2的尺寸与所述步骤(1)得到的压缩膨胀石墨板的尺寸相同；所述的压轧模具3的尺寸与所述步骤(2)得到的压缩膨胀石墨条的尺寸相同。

优选的，所述压缩膨胀石墨导热材料的密度为2.01-2.08g/cm³。