[发明专利]一种石墨烯导电导热涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯导电导热涂料及其制备方法，其特征在于：其由以下重量份的组份组成：石墨烯1～10份、碳纳米管2～5份、硅酸钠2～5份、漆油1～3份、桐油1～3份、顺酐0.3～1.5份、分散剂3～5份、丙烯酸树脂1～3份、复合催干剂0.05～0.5份、偶联剂1～3份、二氧化硅0.2～1份、复合助剂0.2～1份、改性纤维素0.5～2份、沸石粉1.5～2份、导热金属粉1～8份、乙醇40～60份。本发明还提供了制备上述涂料的方法。所得的涂料经过喷涂、印刷后制备得到石墨烯导电导热涂料，可应用于半导体材料和导电、导热复合材料等领域，具有较强的应用价值。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种石墨烯导电导热涂料及其制备方法。

背景技术

涂料是一种用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层。”涂料具有保护功能、装饰功能以及其他基础功能。随着时代的发展，对涂料的要求也越来越高。随着全球范围内对环境问题和能源问题的日益重视，传统的涂料已经无法满足现实的需求，环境友好涂料和多功能涂料是目前世界各国努力发展的方向。

导电导热涂料是近年来随着涂料工业和现代工业的高速发展而出现的一种功能材料，是指涂于非导电或导热底材上，使之具有一定的传导电流和消散静电荷的涂料，其成膜基材一般是绝缘的。为了使涂料具有导电、导热性能，常用的方法是加入导电、导热微粒。导电、导热涂料在电子工业，汽车工业等方面都具有重要的实用价值。

石墨烯（Graphene）是单层碳原子以Sp2 形式堆积形成的蜂窝状二维晶体。石墨烯具有大的比表面积和优异的电学、热学及力学性能。三维石墨烯是基于二维的石墨烯片通过空间交联形成的三维网状结构，除了具有二维石墨烯的固有性能外，三维石墨在空间导热，导电以及宏量高质量制备方面具有独特的优势。例如，石墨烯材料具有独特的二维声子传输特性、极高的理论热导率（高达5150W/m•K）, 是目前导热系数最高的材料，同时石墨烯具有最高的电子传导速度，大约为光速的1/300，并且石墨烯的硬度大，可达钢材的500倍。

石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，这种稳定的晶格结构使石墨烯在保证强度的基础上具有非常好的柔韧性，使得成膜后的涂料在受到外力的作用下，不易发生破损及破裂，此外，这种稳定的晶格结构也使石墨烯具有优秀的导热性。本发明利用石墨烯的优点，提高了涂料成膜后的平面强度、导热性和导电性，从而尽快的将热量传输并散发出去，达到散热降温目的。石墨烯的优良性能，也能提高涂料在基体表面的附着力，增加粘结强度，不仅减少了对基体的前处理工作，而且提高了涂料成膜后的使用寿命。

目前虽然也有将石墨烯添加其它有效成份制备功能性涂料的先例，然而其制备成的涂料性质往往不能完全满足需求，如粘附力低、疏水性差、防腐和防污性能低、分散性差，并且石墨烯价格昂贵，不能适用于大规模工业化生产的需求。因此，开发一种石墨烯用量较少，但同样具有优良导热导电效果和机械强度的涂料产品，实现石墨烯复合功能涂料的推广应用就显得尤为重要。

在专利申请号 201610692038.9中，公开了一种导热导电的石墨烯复合橡胶材料及其制备方法，以丁腈橡胶、有机硅树脂、丙烯酸树脂、海泡石粉、过氧化二异丙苯、明胶、硬脂酸钡、邻苯二甲酸二异壬酯、油醇聚氧乙烯醚磷酸酯、石墨烯、导电炭黑、硅烷偶联剂、分散剂、防老剂为原料，配合研磨、喷雾干燥、酸化、混炼、超声、挤出、拉伸、热定型等工艺。

在专利申请号 201410422381.2中，专利公开了一种导电导热石墨烯浆料以及涂料；包括导电导热石墨烯浆料(由石墨烯3～20wt％、基础溶剂0～80wt％和基础树脂0～80wt％组成)0.1～90wt％、填料0～60wt％、分散剂0～10wt％、树脂10～60wt％、固化剂10～60wt％、溶剂30～70wt％。