[发明专利]导热绝缘材料GBN的制备方法和制备设备

说明书

本发明提供了导热绝缘材料GBN的制备方法及制备设备，包括如下步骤：将六方氮化硼粉末、水与乙醇混合，顺次经过搅拌处理、超声处理、高温水热处理、离心处理、真空干燥处理得到BNNSs粉末；加入N,N‑二甲基甲酰胺溶液和石墨烯悬浮液；重复搅拌处理、超声处理、高温水热处理、离心处理、真空干燥处理，得到GBN产物。本发明提供的导热绝缘材料GBN的制备方法，利用超声处理和高温水热处理对六方氮化硼进行分散剥离，之后放至N,N‑二甲基甲酰胺溶液中分散并加入石墨烯悬浮液，通过π‑π键的相互作用，使得BNNSs紧密吸附在石墨烯表面，上述制备方法过程简单、成本低廉，操作过程具有良好的安全性，能够保证GBN的结构完整性。

技术领域

本发明属于导热绝缘材料制作技术领域，更具体地说，是涉及一种导热绝缘材料GBN的制备方法及制备设备。

背景技术

现代电子设备具有高功率密度和高集成度的特点，密集的安装结构使得使用过程中散发的热量无法及时排出，内部环境过热不仅会影响仪器的寿命，严重时还会引起仪器工作故障，所以设备的散热需求日益提高。这就要求设备元件在具有高绝缘性的基础上，还兼具高导热性能，以满足设备的散热需求。

现有技术中，由于聚合物具有易加工、高机械强度及优良的电绝缘性能，因此非常适合作散热材料使用。但聚合物本身的导热性能较差，并不适用于高功率密度和高集成度的电子设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热绝缘材料GBN的制备方法及制备设备，能够利用石墨烯和BNNSs制得GBN产物，使其满足高导热性和高电绝缘性的需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种导热绝缘材料GBN的制备方法，包括以下步骤：

S100:将六方氮化硼粉末、水与乙醇混合，并搅拌处理得到六方氮化硼溶液；

S200：六方氮化硼溶液经超声处理和高温水热处理后，得到BNNSs分散溶液；

S300：对BNNSs分散溶液进行离心处理，并真空干燥处理得到BNNSs粉末；

S400：将BNNSs粉末分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并与石墨烯悬浮液混合得到混合溶液；

S500：对混合溶液顺次进行步骤S100-步骤S400中的搅拌处理、超声处理、高温水热处理、离心处理、真空干燥处理，得到GBN产物。

需要说明的是，上述制备方法采用液相剥离法制备BNNSs，制作环节简单，得到的BNNSs结构完整，层数较少，可成功附着于石墨烯的表面。另外，上述方法所需的原料成本低，得到的GBN可以有效提高石墨烯的导热性能，整个制备过程绿色无污染，适合工业化生产。

以六方氮化硼粉末和乙醇为原料进行BNNSs粉末的制取，乙醇作为原料容易取材且成本低廉。制备过程中，先将六方氮化硼粉末、乙醇和水混合并搅拌均匀，然后通过超声处理进行分散，然后通过高温水热反应，利用高温膨胀诱发六方氮化硼的剥离，接着通过离心处理并真空干燥得到BNNSs粉末，为后续反应稳定的供送原料。

接着，将BNNSs粉末分散在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并与石墨烯悬浮液混合得到混合溶液，上述混合溶液经搅拌后进一步混合均匀，再次经超声处理和高温水热反应，通过π-π键的相互作用，使得BNNSs紧密吸附在石墨烯的表面，之后进行离心处理，后续再进行进一步抽滤和烘干后得到层数较少的GBN。

上述制作过程分别顺次对原料进行了搅拌、超声处理、高温水热处理、离心处理和真空干燥处理，过程衔接紧密，采用的方法简单、产品的制造成本低，使用的化学试剂无污染且无腐蚀性，操作过程极为安全，得到的GBN的结构更为完成，缺陷更少。