[发明专利]一种低成本耐高温石墨烯复合散热涂料及制备方法

说明书

本发明涉及石墨烯功能涂料的技术领域，提供一种低成本耐高温石墨烯复合散热涂料及制备方法，所述复合散热涂料是将石墨烯包覆复合物、甲基硅树脂、复合溶剂、羟基硅油分散均匀而制得；所述石墨烯包覆复合物是将氧化石墨烯、铝粉、氮化硅粉、氮化硼粉、氧化铝粉、分散剂研磨分散得到预复合物，然后转入马弗炉中快烧得到预包覆复合物，接着与水合肼溶液、氨水研磨反应，再过滤、水洗、烘干后而制得。本发明提供的石墨烯复合散热涂料，石墨烯分散均匀，同时与氮化硅粉、氮化硼份、氧化铝粉的复合效果好，而且石墨烯用量少，成本低廉，具有优异的散热效果，适合用于耐100‑300℃的散热表面，易于推广应用。

技术领域

本发明涉及石墨烯功能涂料的技术领域，特别是涉及一种低成本耐高温石墨烯复合散热涂料及制备方法。

背景技术

近年来，随着电子行业的高速发展，特别是电子元件正在向着小型化、微型化以及5G技术的发展，要求各种电子元件高频率、高运算速率地工作，电子元件的组装密度也越来越高，导致极小的元器件工作产生热量，工作温度的明显升高直接影响着各类电子元器件乃至设备仪器的使用寿命和可靠性。另外，随着新能源汽车的发展，锂电池的散热也非常重要，需要及时高效散热。因此，电子元件乃至电子设备的散热问题成为电子行业发展的重要研究课题。

传统的散热方式主要包括在发热电子元件组装散热片和风扇等方式，但这种方式导致电子设备体积和重量增大，无法适应电子器件微型化、小型化和精密化的要求。近年来，研究指出采用涂层技术解决电子元件的散热问题成为一种简单易行的方法，从而使得散热涂料成为研究热点。

散热涂料是通过提高物体表面辐射效率（特别是提高红外辐射效率）、增强物体散热性，从而降低体系温度的一种特种涂料，具有成本低，实施简单等优势。目前散热涂料的散热方式主要有通过接触的方式进行传导散热；凭借外界的流体流动来交换对流散热；以辐射形式将热量传给温度较低的周围环境中的散热方式。而大部分元器件较小，难以产生良好空间对流散热，主要依靠高效的热传导和热辐射散热。而传统的氮化硼、氮化硅、金属铝粉等用于散热涂料的散热效果难以达到正是基于此，目前对散热涂料的要求越来越高，需要寻求新的高效散热材料。

近年来研究表明，石墨烯作为一种具有高热传导系数的新型材料，具备优异的界面传热散热效果，然而，行业内将石墨烯分散于涂料体系中制备散热涂料时，石墨烯易于团聚，导致分散困难，影响散热效果。再者，为了形成石墨烯传热界面，涂料中需要加入较多的石墨烯，导致成本提高。根据目前石墨烯应用于散热涂料的技术，石墨烯与其余散热导热材料的复合效果较差。因此，针对石墨烯用于散热涂料的研究受到广泛关注。

中国发明专利申请号201910192960.5公开了一种石墨烯水性散热涂料，此散热涂料以水为稀释剂，采用石墨烯分散液与导热粉分散浆作为复合导热填料组份。中国发明专利申请号202010279300.3公开了一种石墨烯散热涂料及其制备方法和应用。本发明石墨烯散热涂料包括有机硅改性丙烯酸树脂、氨基树脂、聚碳酸酯树脂、石墨烯、助剂、填料和水，具有良好的抗刮、耐磨性能和散热性能，且各组分均为环保型组分，具有对环境友好的优点。上述技术方案中，石墨烯依然存在分散性差、与其他导热粉体结合性差等问题。

为了提高石墨烯在散热涂料中的分散性，改善石墨烯与其他散热导热材料的复合效果，有必要提出一种新型石墨烯散热涂料，进而在提升石墨烯涂料的散热效果的同时，有效控制了制备成本，具有良好的应用前景。

发明内容

针对目前石墨烯在散热涂料中的分散性差，与其他材料复合效果差，使得涂料散热效果不佳，同时存在制备成本较高等问题，本发明提出一种低成本耐高温石墨烯复合散热涂料及制备方法，从而有效改善了石墨烯在散热涂料中的分散性，使得石墨烯与其他散热材料有效复合发挥散热效果，同时石墨烯用量少，制备成本低廉，便于推广应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低成本耐高温石墨烯复合散热涂料的制备方法，具体制备方法如下：