[发明专利]一种含石墨烯的复合电子导热散热材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料的制备方法、利用该复合填料制备出的含石墨烯的复合电子导热散热材料。所述制备方法包括以下步骤：室温下，将二氧化硅前驱体、氧化铝前驱体、二氧化钛前驱体、石墨烯材料一起在醇溶液中混合均匀，然后慢慢加入弱碱溶液，搅拌1‑3小时，二氧化硅前驱体、氧化铝前驱体、二氧化钛前驱体在石墨烯材料中分别成核生长为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛，即得到石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料。该复合填料可制备性能优良的复合电子导热散热材料。

技术领域

本发明属于导热散热材料，特别涉及一种含石墨烯为主的复合填料以及利用该复合填料制备出的含石墨烯的复合电子导热散热材料。

背景技术

随着电子器件与设备的功率密度与集成化密度越来越高，电子器件与设备的散热要求也越来越重要。电子器件与设备在运行过程中会产生大量的热量，这些热量若不散发出去会影响电子器件与设备的寿命与期器件性能稳定性。目前电子器件与设备的散热材质一般选用导热率高的金属如铝、铜、银等，上述金属热导率高但是热辐射率很低，限制了热量向外辐射消散速率。在此，本发明以石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛等复合填料作为高导热、高热辐射率的复合填料制备性能优良的散热材料。

发明内容

为了解决现有技术中存在的金属热导率高、热辐射率很低的问题，本发明提供了一种石墨烯/二氧化硅/氧化铝复合填料应用于制备散热材料，制备出的复合填料具有高导热率、高辐射率、与成膜物质有良好热传到界面的优势，使得制备的含石墨烯的复合电子导热散热材料具有良好的导热散热效果。

本发明所提供的技术方案具体如下：

一种石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料的制备方法，包括以下步骤：室温下，将二氧化硅前驱体、氧化铝前驱体、二氧化钛前驱体、石墨烯材料一起在醇溶液中混合均匀，然后慢慢加入弱碱溶液，搅拌1-3小时，二氧化硅前驱体、氧化铝前驱体、二氧化钛前驱体在石墨烯材料中分别成核生长为二氧化硅、氧化铝、二氧化钛，即得到石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料；所述的石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料中，二氧化硅的质量分数为0.1-30wt％，氧化铝的质量分数为0.1-30wt％，二氧化钛的质量分数为0.1-30wt％，石墨烯材料的质量分数为0.1-35wt％。

所述的石墨烯材料为氮掺杂石墨烯、硫掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯、氟掺杂石墨烯、氯掺杂石墨烯、石墨烯、氧化石墨烯的一种或几种；所述的二氧化硅前驱体为正硅酸四(1,1,1,3,3,3-六氟异丙基)酯、正硅酸四异丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯中的一种或几种；所述的氧化铝前驱体为异丙醇铝、硝酸铝、氯化铝、硫酸铝铵、碳酸铝铵、三氟化铝中的一种或几种；所述的二氧化钛前驱体为钛酸正丁酯、钛酸异丙酯、四氯化钛、三氯化钛中的一种或几种。

所述的弱碱溶液中含有添加剂，所述的添加剂为盐酸、碳酸氢钙、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、乳酸、聚乙二醇、石蜡中的一种或几种。

一种石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料，由上述制备方法制备得到。

上述石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料在热传导领域中的应用。

一种含石墨烯的复合电子导热散热材料的制备方法，包括以下步骤：将上述石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料、主要成膜物质、辅助填料一起混合均匀，即得到含石墨烯的复合电子导热散热材料；

所述的含石墨烯的复合电子导热散热材料中，石墨烯/二氧化硅/氧化铝/二氧化钛复合填料的含量占含石墨烯的复合电子导热散热材料的1-85wt％；

所述的辅助填料为氧化镁、氧化硼、氧化铌、硅藻泥、氧化镍、氧化铁、炭黑、碳纳米管、氮化铝、活性炭、氮化硼、氧化钛、氧化锌中的一种或几种；所述辅助填料的含量占石墨烯复合电子导热散热复合材料的1-35wt％；