[发明专利]一种导电导热复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电导热复合材料及其制备方法，该制备方法包括填料的包覆和高温煅烧等以下步骤：在反应容器里加入溶剂和有机物，搅拌使有机物完全溶解，然后加入填料，继续搅拌混合均匀，除去溶剂后即得聚合物或有机物包覆填料；有机物包覆填料经粉碎后，加入到石墨烯浆料中，搅拌混合一段时间，过滤，干燥，然后在真空或惰性气氛保护下高温煅烧，冷却后粉碎即得到导电导热复合材料。本发明制备的复合材料的导电导热性能优异，且制备方法简单，生产成本低，易于大规模化生产与应用。

技术领域

本发明涉及一种导电导热复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。

背景技术

导电塑料、导电橡胶或导电涂料的导电性是通过混合在其中的导电性物质，如炭黑、金属粉末等导电材料获得的，其中以银粉和导电炭黑使用最多。两者不仅价格非常昂贵，而且导电炭黑特别是乙炔炭黑的生产环境污染比较严重，在塑料中分散性非常差，制品的力学性能损失非常严重，在塑料中的应用非常有限。另外，复合材料的散热性能对于延长电子器件的使用寿命是非常重要的，因此导电导热材料的研究开发惹人注目。石墨烯具有超高的热导率，导电率和优异的力学性能，在改善材料的导电导热方面具有非常大的潜力。传统的使用方法是直接将石墨烯粉末混入聚合物中，随着石墨烯的用量增加，石墨烯片之间形成导电导热通道，从而提高材料的导电导热性能。这种方法石墨烯容易层叠和团聚，难以分散均匀，石墨烯用量大，成本高，还会导致复合材料的力学性能下降。另外，在传统的无机粉料，如空心玻璃微珠（CN 105273689A）、碳化硅（CN107955413A）、石墨微片（CN107163624 A）表面涂膜一层银等贵金属，可以制备具有性能优异的导电材料，但容易在表面形成一层氧化物，降低导电率，同时制备方法复杂，生产成本高，不适合大规模生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种制备成本低廉的导电导热复合材料的制备方法；本发明的目的之二在于提供一种导电导热复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种导电导热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、在粉体填料表面包覆有机物层，获得具有核壳结构的粉体；

S2、将S1中获得的粉体加入到石墨烯浆液中，搅拌0.1-10h后，过滤，干燥，获得固体混合物；

其中，石墨烯浆液中石墨烯的量为填料总量的0.005-20.0wt %，一般为0.01-15.0wt%，进一步为0.1-12.0wt%，优选为0.2-8.0wt%；

S3、将S2中获得的固体混合物置于真空或惰性气氛下煅烧0.5-24h，冷却后，粉碎，获得导电导热复合材料；

其中，煅烧温度为300-1200℃。

进一步地，所述粉体填料为纤维状或颗粒状；进一步地，粉体填料各向尺寸为10nm-500um。

进一步地，S1中，将有机物溶于溶剂中，获得混合液；然后将所述混合液与粉体填料混合均匀，除去溶剂后，粉碎，获得具有核壳结构的粉体。

进一步地，每100g填料所添加的混合液中，溶剂的含量为50-200mL，优选为80-180mL，进一步优选为100-150mL。

进一步地，所述有机物为聚合物、偶联剂、表面活性剂中的一种或几种。

进一步地，所述聚合物为天然高分子、合成高分子中的一种。

优选地，所述天然高分子为壳聚糖、淀粉、阿拉伯胶、藻蛋白酸钠、纤维素、骨粉、明胶、干酪素中的一种或几种。