不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料及制备方法与流程

文档序号:13677656阅读:来源:国知局
技术特征:
1.不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:所述复合材料包括高导热增强体、聚合物基体。2.根据权利要求1所述的不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:所述聚合物基体为热塑性聚合物或热固性聚合物;所述热塑性聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙二醇酯、聚对苯二甲酸、聚甲醛、聚酰胺、聚砜中的一种;所述热固性聚合物选自环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、硅橡胶、发泡聚苯乙烯、聚氨酯中的一种。3.根据权利要求1所述的不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:高导热增强体选自金刚石膜、石墨烯膜、碳纳米管膜、石墨烯/金刚石膜、碳纳米管/金刚石膜、石墨烯/碳纳米管膜、金刚石/石墨烯/碳纳米管膜、氮化铝中的一种。4.根据权利要求3所述的不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:所述高导热增强体的形状选自一维线状、二维片状、三维空间网络结构中的至少一种。5.根据权利要求4所述的不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:一维线状或二维片状高导热增强体选自衬底型高导热材料或自支撑型高导热材料;三维空间网络结构高导热增\t强体为衬底型高导热材料;所述一维线状、二维片状、三维空间网络结构高导热增强体中衬底材料选自钨、钼、钛、铜、钨铜合金、钼铜合金、镍、硅中的一种;所述三维空间网络结构高导热增强体是在三维空间网络衬底表面采用化学气相沉积高导热材料获得。6.根据权利要求1-5任意一项所述的不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:复合材料的聚合物基体中,还可加入高导热颗粒。7.根据权利要求6所述不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,其特征在于:所述的高导热颗粒选自金刚石、石墨烯、碳纳米管、石墨烯包覆金刚石微球、碳纳米管包覆金刚石微球、碳化硅、碳化硼、氮化铝、氮化硼中的至少一种,所述的石墨烯包覆金刚石微球和碳纳米管包覆金刚石微球均采用化学气相沉积获得。8.根据权利要求6所述一种不同维度高导热材料增强聚合物基复合材料,各组分按以下体积百分含量组成:热塑性聚合物体积分数为20-95%,高导热增强体5-80%,高导热颗粒体积分数0%-40%;各组分体积百分之和为100%。9.不同维度高导热增强体增强聚合物基复合材料的制备方法,包括下述步骤:第一步:制备不同维度衬底,清洗、烘干;第二步:采用电镀、化学镀、蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积、物理气相沉积中的一种方法在衬底表面沉积镍、铜、钨、钼、钛、银、铬中的一种或复合金属层;第三步:将衬底浸泡于纳米金刚石粉或石墨烯粉或碳纳米管悬浊液中进行超声震荡种植籽晶预处理;第四步:采用化学气相沉积技术在衬底表面沉积金刚石、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种复合的高导热层;第五步:将聚合物及导热颗粒用丙酮超声清洗去除表面油污,并干燥;第六步:将聚合物、高导热增强体、高导热颗粒、偶联剂、抗氧助剂及加工助剂混合;第七步:用有机溶剂将将混合物中聚合物溶解或将混合物加热到聚合物熔点以上、降解温度以下温度范围内,通过浸渍固化成型、注射成型、压制成型、注塑成型、滚塑成型、注塑成型、挤塑成型、层压成型、流延成型中的一种方法使聚合物与增强体结合,即得到不同维度高导热增强体增强聚合物基复合材料。10.根据权利要求9所述的一种不同维度高导热增强体增强聚合物基复合材料的制备方法,第四步中,石墨烯、碳纳米管、金刚石CVD沉积参数为:石墨烯CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分\t比为0.5-80%;生长温度为400-1200℃,生长气压为5-105Pa;碳纳米管CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分比为5-50%;生长温度为400-1300℃,生长气压为103-105Pa;碳纳米管CVD沉积前,先在沉积基体表面采用电镀、化学镀、蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积、物理气相沉积中的一种方法在衬底表面沉积镍、铜、钴的一种或复合催化层;金刚石CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分比为0.5-10%;生长温度为600-1000℃,生长气压为103-104Pa;通过对CVD沉积炉内施加等离子和磁场诱导,并实时调节碳气流量、生长温度、生长气压,实现石墨烯/金刚石、碳纳米管/金刚石、石墨烯/碳纳米管、金刚石/石墨烯/碳纳米管的CVD沉积,沉积参数为:石墨烯CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分比为0.5-80%;生长温度为400-1200℃,生长气压为5-105Pa;等离子电流密度为0-50mA/cm2;沉积区域中磁场强度为100高斯至30特斯拉;碳纳米管CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分比为5-50%;生长温度为400-1300℃,生长气压为103-105Pa;等离子电流密度为0-30mA/cm2;沉积区域中磁场强度为100高斯至30特斯拉;碳纳米管CVD沉积前,先在沉积基体表面采用电镀、化学镀、蒸镀、磁控溅射、化学气相沉积、物理气相沉积中的一种方法在衬底表面沉积镍、铜、钴的一种或复合催化层;金刚石CVD沉积参数为:含碳气体占炉内全部气体质量流量百分比为0.5-10%;生长温度为600-1000℃,生长气压为103-104Pa。
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