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用于高分子材料的高導(dǎo)熱絕緣石墨烯的生產(chǎn)方法及石墨烯與流程

635   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:西安安聚德納米科技有限公司  
2023-10-23 15:29:07
1.本發(fā)明屬于高導(dǎo)熱絕緣無(wú)機(jī)添加劑,用于高分子材料的改性,具體涉及一種用于高分子材料的高導(dǎo)熱絕緣石墨烯的生產(chǎn)方法及石墨烯。 背景技術(shù): 2.隨著電子元器件的集成密度的增加,對(duì)絕緣材料的散熱要求也越來(lái)越高,高密度晶片的襯底已經(jīng)采用高導(dǎo)熱的陶瓷,從氧化鋁、碳化硅、到氮化鋁等高導(dǎo)熱陶瓷,其熱導(dǎo)率從數(shù)十w/mk到數(shù)百w/mk,高功率電路板也同樣采用陶瓷材料,陶瓷材料的硬度、脆性以及高溫成形工藝使其成本很高。高分子材料是性價(jià)比最高的絕緣材料,但是其熱導(dǎo)率在0.2w/mk左右,基本上屬于低導(dǎo)熱材料,高分子復(fù)合材料采用添加導(dǎo)熱粉體增加其熱導(dǎo)率,導(dǎo)熱材料分為金屬型導(dǎo)熱材料以及無(wú)機(jī)陶瓷導(dǎo)熱材料,金屬導(dǎo)熱材料也導(dǎo)電,陶瓷導(dǎo)熱材料以絕緣材料為主,現(xiàn)已知的高導(dǎo)熱材料為不同結(jié)晶形貌的碳材料,熱導(dǎo)率高于1000w/mk,分別為三維結(jié)晶的鉆石,其為絕緣體,二維石墨烯,一維的碳納米管,后兩者為導(dǎo)體。鉆石的價(jià)格比較高,每公斤超過(guò)1000元,應(yīng)用場(chǎng)景有限。由于石墨烯和碳納米管非常大的各向異性,在較低的添加量即可實(shí)現(xiàn)較高的熱導(dǎo)率提升,但是電導(dǎo)率也快速升高。 3.石墨烯的絕緣材料表面包覆可以降低高分子復(fù)合電導(dǎo)率,為了不影響石墨烯的熱導(dǎo)率,包覆材料必須是高導(dǎo)熱以及絕緣,部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)的陶瓷材料滿足此要求,例如氧化鋁、碳化硅、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、鎂鋁尖晶石等等,形成結(jié)晶需要超過(guò)1400℃以上的燒結(jié),經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)后大部分陶瓷失去活性羥基,例如氧化鋁,將失去化學(xué)鍵無(wú)法與高分子材料化學(xué)鍵鏈接,降低高分子復(fù)合材料的強(qiáng)度,氧化鎂高溫處理后還具有與水反應(yīng)形成氫氧化鎂的活性,而且氫氧化鎂在高溫時(shí)也會(huì)部分殘留,不會(huì)全部轉(zhuǎn)化為氧化鎂,氫氧化鎂的羥基可以作為活性官能團(tuán)與高分子兼容,但是氧化鎂在高溫下與碳反應(yīng)被還原,損耗被包覆的石墨烯。 4.氫氧化物脫水形成氧化物伴隨著巨大體積收縮,作為涂層發(fā)生脫落和龜裂,所以需要控制脫水過(guò)程,降低涂層內(nèi)應(yīng)力,多層涂層時(shí),需要滿足最內(nèi)涂層首先脫水的順序,防止涂層的脫落。氫氧化鋁的脫水溫度在200℃以上,氫氧化鎂的脫水溫度在350℃以上,陶瓷的微波燒結(jié)結(jié)晶化溫度低于常規(guī)燒結(jié)溫度,石墨烯作為強(qiáng)微波吸收劑,可以快速提升反應(yīng)物的加熱,提高加熱效率和促進(jìn)燒結(jié)結(jié)晶化在短時(shí)間完成。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 5.本發(fā)明提出一種導(dǎo)熱率高的、絕緣石墨烯的制備方法,使的工藝流程設(shè)計(jì)合理,產(chǎn)品性能可控,通過(guò)逐步反應(yīng)
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