[发明专利]一种导热电子设备用氧化石墨烯塑料及制备方法

说明书

本发明涉及电子设备领域，公开了一种导热电子设备用氧化石墨烯塑料及制备方法。包括如下制备过程：（1）将氧化石墨烯、酸催化剂分散到四氢呋喃溶剂中，油浴中加热后加入超支化单体及超细氮化硼粉，回流反应，制得氧化石墨烯复合物；（2）将复合物的N‑甲基‑吡咯烷酮分散液与无水硫化钠、对二氯苯、催化剂混合，水热反应，制得氧化石墨烯/聚苯硫醚材料，即导热电子设备用氧化石墨烯塑料。本发明通过超支化聚合物接枝改性氧化石墨烯时加入纳米氮化硼杂化，利用超支化接枝改性，使得氧化石墨烯导热填料在集体中均匀分散，而纳米氮化硼杂化填补了超支化聚硅氧烷空腔，增强了热流的传播，所得复合材料导热性能优异，可广泛用于电子设备中。

技术领域

本发明涉及电子设备领域，公开了一种导热电子设备用氧化石墨烯塑料及制备方法。

背景技术

随着电子设备向着高集成化、高性能化、微型化和功能化的发展,其对导热散热的需求也越来越高,聚合物基导热复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、易加工等特性引起越来越多研究人员的关注。新型导热材料的研究的价值变得越来越凸显出来，由于大部分电子材料在使用时会产生振动并释放热量，如果不能及时的将热量排除，将严重影响电子元器件的使用寿命。

现有导热材料中，金属和无机材料虽然具有良好的导热性能，却表现出重量大，机械性能较差，加工工序繁琐不能充当此类材料使用，工程塑料机械性能优异且易成型加工，被广泛用于电子设备中。因此，导热填料的应用受到欢迎。目前，石墨烯作为新一代导热填充材料，由于其优异的性能从所有填料里脱颖而出，其足够大的表面积，大约 5000W/m·k的热传导率，较大的纵横比，可以在聚合物中形成渗透网络，从而形成热传导链，进而提高聚合物的热传导性，已成为高性能导热复合材料的理想填料。

在石墨烯及衍生物导热填料中，氧化石墨烯具有类似的功能，但该类在聚合物基体中分散性不好，易团聚，并且界面相容性差，而填料与基体之间存在的界面会严重阻碍热流的传播，严重影响复合材料的导热性能，超支化聚合物接枝氧化石墨烯可显著改善氧化石墨烯的分散和界面相容性，成为近年来研究和应用的热点课题。

中国发明专利申请号201510589411.3公开了一种LED用氧化石墨烯-纳米氮化铝填充改性的PPS/PBT复合导热塑料及其制备方法，该导热塑料将PPS塑料与PBT塑料混合使用，综合了两者的优点，具有良好的力学性能和耐热防腐蚀功效，并利用氧化石墨烯和纳米氮化铝分别对PBT、PPS进行导热改性处理，为了提高导热材料在树脂中分散性，采用熔融纺丝的工艺将其制成复合短纤维，而这两种复合短纤维在后期混炼过程中分散结合的更为均匀，可形成均匀稳定的热传递网络，可以明显的改善传统生产方法带来的塑料导热不均的现象，提高导热填料利用率。

中国发明专利申请号201510481322.7公开了一种含磷杂化氧化石墨烯改性氰酸酯及其制备方法。将氧化石墨烯、六氯环三磷腈及超支化聚硅氧烷反应，得到相互之间通过化学键作用构成的含磷杂化氧化石墨烯；再将熔融态的氰酸酯树脂与含磷杂化氧化石墨烯均匀混合，经固化处理后，即得到一种含磷杂化氧化石墨烯改性氰酸酯。与氰酸酯树脂相比，该发明制备的含磷杂化氧化石墨烯改性氰酸酯在基本保持原氰酸酯树脂突出介电性能的基础上，并在磷含量低于0.10wt%的条件下，具有优异的热性能及阻燃性。

根据上述，现有方案中石墨烯及其衍生物作为导热填料时，在聚合物中分散性差，导致导热效果不佳，而利用超支化聚合物接枝改性的技术，由于超支化聚合物含有很高的支链密度，内部存在大量的空腔，弱化了热流的传播，使得热流部分散射，因此降低了材料的导热性。

发明内容

目前应用较广的氧化石墨烯作为导热填料时在聚合物集体中易团聚，影响了导热性能，而利用超支化聚合物接枝氧化石墨烯后，由于超支化聚合物支链密度高，内部大量空腔弱化了热流传播，也是严重影响了导热性发挥。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种导热电子设备用氧化石墨烯塑料的制备方法，制备的具体过程为：