[发明专利]一种导热工程塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种导热工程塑料及其制备方法。本发明制备的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。本发明制备的导热工程塑料受热时，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。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种导热工程塑料及其制备方法。

背景技术

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。

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。本发明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。

发明内容

本发明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。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：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。

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。

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。