树脂基石墨烯导热复合材料及其制备方法与流程

文档序号:11098712阅读:398来源:国知局

本发明涉及导热塑料技术领域,尤其涉及树脂基石墨烯导热复合材料及其制备方法。



背景技术:

为了缓解环境与能源危机,应对全球气候变化,建设环境友好型﹑能源节约型社会,增强可持续发展能力,我国正在大力加强节能减排工作。电动汽车具有以电代油﹑环保高效的优点,是值得大力提倡的方式。因此,电动汽车在我国的发展前景广阔。充换电站﹑充电桩等充换电设施是电动汽车发展中必不可少的基础设施,其重要性日渐突出。电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置,其充电性能关系到电池组的使用寿命﹑充电时间。但是目前充电桩的充电电流较大,产生的热量非常大,不但造成非常大的能源浪费,还会影响到充电桩的充电性能。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一个碳原子厚度的二维材料,它的导热系数高达5300W/m·K,高于碳纳米管和金刚石,杨氏模量约1100GPa,密度却仅为2.2g/cm3。石墨烯具有超强的物理、电学、热学和力学特性,在能源装备、交通运输、航空航天、海工装备等多个领域呈现良好的应用前景,尤其在散热性能方面,石墨烯具有超高的导热系数,将石墨烯基复合材料应用在充电桩,可以改善充电桩的散热性能。但是石墨烯作为一种纳米材料非常容易团聚,与高分子的相容性较差,简单的将石墨烯与高分子树脂进行熔融混合,很难达到良好的分散效果,对于导热系数的提升效果并不明显,例如中国专利CN105368043A,一种石墨烯导热塑料及其制备方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种树脂基石墨烯导热复合材料及其制备方法,旨在解决现有技术的石墨烯在高分子树脂中难以有效分散,导致制备的导热塑料导热系数不高的技术问题。

为实现上述目的,本发明的技术方式是:树脂基石墨烯导热复合材料,包括以下质量份的制备原料:

进一步地,所述树脂基石墨烯导热复合材料包括以下质量份的制备原料:

进一步地,所述树脂基石墨烯导热复合材料包括以下质量份的制备原料:

优选地,所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠﹑二丁基萘磺酸钠或丁二酸二异辛酯磺酸钠。

优选地,所述氧化石墨烯量子点的厚度为0.34~1nm、片层直径为1~100nm。

优选地,所述高分子树脂为聚丙烯﹑聚乙烯﹑聚氯乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中。

优选地,所述研磨球为氧化锆球或玛瑙球。

本发明的有益效果:本发明的树脂基石墨烯导热复合材料,石墨烯量子点在高分子树脂中能够形成纳米级别的分散,同时与高分子树脂有着良好的相容性,可以稳定的分散到树脂基体中,使树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数得到极大的提高,应用于充电桩塑料套件,可以提高充电桩散热性能。此外,本发明的树脂基石墨烯导热复合材料还可以应用于LED照明及显示屏﹑电气电子、汽车、工业、医疗与航空等领域。

本发明的另一技术方案是:树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下制备步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100~300份的乙二胺中依次加入0.1~5份的氧化石墨烯量子点、0.5~1份的4-二甲氨基吡啶和0.5~1份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30~60min,置于80~100℃条件下反应12~48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗、干燥,得到第一产物;然后将1~5份的第一产物与0.1~3份的阴离子表面活性剂置于100~300份的去离子水中,超声波分散30~60min,静置12~24h后,抽滤水洗、干燥,得到第二产物;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100~300份的高分子树脂与100~300份的研磨球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待所述研磨罐温度降至-100~-150℃,保持冷冻,启动所述液氮冷冻研磨机,调整转速为1000~4000rpm,研磨0.5~6h,继续液氮冷冻,得到第三产物;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5~60份的第二产物与40~95份的第三产物,在-100~-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000~4000rpm,研磨1~2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至所述研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片得到第四产物,即树脂基石墨烯导热复合材料。

进一步地,所述步骤S1中,所述干燥具体为:60℃条件下干燥12~24h。

本发明的树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,将石墨烯量子点接枝上乙二胺,使石墨烯量子点带正电荷,然后使用阴离子的表面活性剂与石墨烯量子点进行自组装,使表面活性剂稳定的附着在石墨烯量子点上面,改善石墨烯量子点的分散性能及与高分子的相容性;然后通过液氮冷冻研磨,将高分子树脂在其玻璃化温度以下研磨成纳米级的粉体,避免了在常温下高分子树脂研磨容易软化而难以细化的缺点;最后将改性的石墨烯量子点与高分子树脂纳米粉体在低温下研磨混合,使石墨烯量子点与高分子树脂达到纳米级的混合;由于纳米材料表面积大,吸附能力强,石墨烯量子点很容易包覆在高分子树脂纳米粉体表面,形成良好的分散效果,同时省去了常规熔融混合需要使用偶联剂的步骤。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。

本发明实施例提供的树脂基石墨烯导热复合材料,包括以下质量份的制备原料:乙二胺100~300份、氧化石墨烯量子点0.1~5份、4-二甲氨基吡啶0.5~1份、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐0.5~1份、阴离子表面活性剂0.1~3份、去离子水100~300份、高分子树脂100~300份、研磨球100~300份。

具体的,在本实施例提供的树脂基石墨烯导热复合材料中,乙二胺可以为100份、150份、200份、250份或者300份;氧化石墨烯量子点可以为0.1份、1份、2份、3份、4份或者5份;4-二甲氨基吡啶可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或者1份;1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或者1份;阴离子表面活性剂可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份或者3份;去离子水可以为100份、150份、200份、250份或者300份;高分子树脂份可以为100份、150份、200份、250份或者300份;研磨球可以为100份、150份、200份、250份或者300份。

本发明实施例的树脂基石墨烯导热复合材料,石墨烯量子点在高分子树脂中能够形成纳米级别的分散,同时与高分子树脂有着良好的相容性,可以稳定的分散到树脂基体中,使树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数得到极大的提高,应用于充电桩塑料套件,可以提高充电桩散热性能。此外,本发明还可以应用于LED照明及显示屏﹑电气电子、汽车、工业、医疗与航空等领域。

需要进一步说明的是,石墨烯量子与石墨烯由于尺度的差异,二者存在本质上的区别。石墨烯量子点是准零维的纳米材料,其内部电子在各方向上的运动都受到局限,所以量子局限效应特别显著,具有许多独特的性质。石墨烯量子点具有非常大的比表面积,其表面效应所引起的与高分子之间的作用力更强,但是石墨烯量子点同样容易团聚,将石墨烯量子点接枝改性能够改善其在介质中的分散能力。

优选地,所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠﹑二丁基萘磺酸钠或丁二酸二异辛酯磺酸钠。

优选地,所述氧化石墨烯量子点的厚度为0.34~1nm、片层直径为1~100nm。具体的,氧化石墨烯量子点的厚度为0.34nm、片层直径为1nm;或者,氧化石墨烯量子点的厚度为0.5nm、片层直径为25nm;或者,氧化石墨烯量子点的厚度为0.75nm、片层直径为50nm;或者,氧化石墨烯量子点的厚度为1nm、片层直径为100nm。

优选地,所述高分子树脂为聚丙烯﹑聚乙烯﹑聚氯乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中。

优选地,所述研磨球为氧化锆球或玛瑙球。

本发明实施例提供的树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下制备步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100~300份的乙二胺中依次加入0.1~5份的氧化石墨烯量子点、0.5~1份的4-二甲氨基吡啶和0.5~1份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30~60min,置于80~100℃条件下反应12~48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗、干燥,得到第一产物;然后将1~5份的第一产物与0.1~3份的阴离子表面活性剂置于100~300份的去离子水中,超声波分散30~60min,静置12~24h后,抽滤水洗、干燥,得到第二产物;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100~300份的高分子树脂与100~300份的研磨球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待所述研磨罐温度降至-100~-150℃,保持冷冻,启动所述液氮冷冻研磨机,调整转速为1000~4000rpm,研磨0.5~6h,继续液氮冷冻,得到第三产物;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5~60份的第二产物与40~95份的第三产物,在-100~-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000~4000rpm,研磨1~2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至所述研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片得到第四产物,即树脂基石墨烯导热复合材料。

进一步地,所述步骤S1中,所述干燥具体为:60℃条件下干燥12~24h。即可在60℃条件下干燥12h、14h、16h、18h、20h、22h或者24h。

本发明实施例的树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,首先将石墨烯量子点接枝上乙二胺,使石墨烯量子点带正电荷,然后使用阴离子的表面活性剂与石墨烯量子点进行自组装,使表面活性剂稳定的附着在石墨烯量子点上面,改善石墨烯量子点的分散性能及与高分子的相容性;然后通过液氮冷冻研磨,将高分子树脂在其玻璃化温度以下研磨成纳米级的粉体,避免了在常温下高分子树脂研磨容易软化而难以细化的缺点;最后将改性的石墨烯量子点与高分子树脂纳米粉体在低温下研磨混合,使石墨烯量子点与高分子树脂达到纳米级的混合;由于纳米材料表面积大,吸附能力强,石墨烯量子点很容易包覆在高分子树脂纳米粉体表面,形成良好的分散效果,同时省去了常规熔融混合需要使用偶联剂的步骤。

以下结合具体实施例对本发明的树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法进行说明:

实施例一:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100g的乙二胺中依次加入0.1g的氧化石墨烯量子点、0.5g的4-二甲氨基吡啶和0.5g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30min,置于80℃条件下反应12h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将1g的乙二胺接枝氧化石墨烯与0.1g的十二烷基苯磺酸钠置于100g的去离子水中,超声波分散30min,静置12h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100g的聚丙烯与100g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-100℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨0.5h,继续液氮冷冻,得到聚丙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5g的十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯与95g的聚丙烯纳米粉体,在-100℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨1h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚丙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为4.1W/m·K。

实施例二:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在200g的乙二胺中依次加入2.5g的氧化石墨烯量子点、0.75g的4-二甲氨基吡啶和0.75g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散45min,置于90℃条件下反应30h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将3g的乙二胺接枝氧化石墨烯与2g的十二烷基苯磺酸钠置于200g的去离子水中,超声波分散45min,静置18h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将200g的聚丙烯与200g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-125℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨4h,继续液氮冷冻,得到聚丙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取30g的十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯与70g的聚丙烯纳米粉体,在-125℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨1.5h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚丙烯的导热塑料;

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为6.2W/m·K。

实施例三:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在300g的乙二胺中依次加入5g的氧化石墨烯量子点、1g的4-二甲氨基吡啶和1g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散60min,置于100℃条件下反应48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将5g的乙二胺接枝氧化石墨烯与3g的十二烷基苯磺酸钠置于300g的去离子水中,超声波分散60min,静置24h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将300g的聚丙烯与300g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-150℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨6h,继续液氮冷冻,得到聚丙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取60g的十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯与40g的聚丙烯纳米粉体,在-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚丙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为7.3W/m·K。

实施例四:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100g的乙二胺中依次加入0.1g的氧化石墨烯量子点、0.5g的4-二甲氨基吡啶和0.5g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30min,置于80℃条件下反应12h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将1g的乙二胺接枝氧化石墨烯与0.1g的十二烷基苯磺酸钠置于100g的去离子水中,超声波分散30min,静置12h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100g的聚乙烯与100g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-100℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨0.5h,继续液氮冷冻,得到聚乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5g的十二烷基苯磺酸钠改性的氧化石墨烯与95g的聚乙烯纳米粉体,在-100℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨1h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为3.9W/m·K。

实施例五:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在200g的乙二胺中依次加入2.5g的氧化石墨烯量子点、0.75g的4-二甲氨基吡啶和0.75g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散45min,置于90℃条件下反应30h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将3g的乙二胺接枝氧化石墨烯与2g的二丁基萘磺酸钠置于200g的去离子水中,超声波分散45min,静置18h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将200g的聚乙烯与200g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-125℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨4h,继续液氮冷冻,得到聚乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取30g的二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯与70g的聚乙烯纳米粉体,在-125℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨1.5h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为5.7W/m·K。

实施例六:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在300g的乙二胺中依次加入5g的氧化石墨烯量子点、1g的4-二甲氨基吡啶和1g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散60min,置于100℃条件下反应48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将5g的乙二胺接枝氧化石墨烯与3g的二丁基萘磺酸钠置于300g的去离子水中,超声波分散60min,静置24h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将300g的聚乙烯与300g的氧化锆球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-150℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨6h,继续液氮冷冻,得到聚乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取60g的二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯与40g的聚乙烯纳米粉体,在-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为6.9W/m·K。

实施例七:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100g的乙二胺中依次加入0.1g的氧化石墨烯量子点、0.5g的4-二甲氨基吡啶和0.5g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30min,置于80℃条件下反应12h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将1g的乙二胺接枝氧化石墨烯与0.1g的二丁基萘磺酸钠置于100g的去离子水中,超声波分散30min,静置12h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100g的聚氯乙烯与100g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-100℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨0.5h,继续液氮冷冻,得到聚氯乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5g的二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯与95g的聚氯乙烯纳米粉体,在-100℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨1h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚氯乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为4.2W/m·K。

实施例八:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在200g的乙二胺中依次加入2.5g的氧化石墨烯量子点、0.75g的4-二甲氨基吡啶和0.75g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散45min,置于90℃条件下反应30h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将3g的乙二胺接枝氧化石墨烯与2g的二丁基萘磺酸钠置于200g的去离子水中,超声波分散45min,静置18h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将200g的聚氯乙烯与200g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-125℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨4h,继续液氮冷冻,得到聚氯乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取30g的二丁基萘磺酸钠改性的氧化石墨烯与70g的聚氯乙烯纳米粉体,在-125℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨1.5h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚氯乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为5.5W/m·K。

实施例九:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在300g的乙二胺中依次加入5g的氧化石墨烯量子点、1g的4-二甲氨基吡啶和1g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散60min,置于100℃条件下反应48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将5g的乙二胺接枝氧化石墨烯与3g的丁二酸二异辛酯磺酸钠置于300g的去离子水中,超声波分散60min,静置24h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将300g的聚氯乙烯与300g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-150℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨6h,继续液氮冷冻,得到聚氯乙烯纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取60g的丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯与40g的聚氯乙烯纳米粉体,在-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合聚氯乙烯的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为7.5W/m·K;

实施例十:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在100g的乙二胺中依次加入0.1g的氧化石墨烯量子点、0.5g的4-二甲氨基吡啶和0.5g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散30min,置于80℃条件下反应12h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将1g的乙二胺接枝氧化石墨烯与0.1g的丁二酸二异辛酯磺酸钠置于100g的去离子水中,超声波分散30min,静置12h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥12h,得到丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯;

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将100g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与100g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-100℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨0.5h,继续液氮冷冻,得到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取5g的丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯与95g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体,在-100℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为1000rpm,研磨1h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为4W/m·K。

实施例十一:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在200g的乙二胺中依次加入2.5g的氧化石墨烯量子点、0.75g的4-二甲氨基吡啶和0.75g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散45min,置于90℃条件下反应30h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将3g的乙二胺接枝氧化石墨烯与2g的丁二酸二异辛酯磺酸钠置于200g的去离子水中,超声波分散45min,静置18h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥18h,得到丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯。

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将200g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与200g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-125℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨4h,继续液氮冷冻,得到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取30g的丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯与70g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体,在-125℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为3000rpm,研磨1.5h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为5.2W/m·K。

实施例十二:

树脂基石墨烯导热复合材料的制备方法,包括以下步骤:

S1:石墨烯量子点的修饰改性

在300g的乙二胺中依次加入5g的氧化石墨烯量子点、1g的4-二甲氨基吡啶和1g的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,超声波分散60min,置于100℃条件下反应48h,将反应后得到的混合物冷却至室温,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到乙二胺接枝氧化石墨烯;将5g的乙二胺接枝氧化石墨烯与3g的丁二酸二异辛酯磺酸钠置于300g的去离子水中,超声波分散60min,静置24h后,抽滤水洗,60℃条件下干燥24h,得到丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯。

S2:高分子树脂纳米粉体的制备

将300g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与300g的玛瑙球加入到液氮冷冻研磨机的研磨罐中,加入液氮冷冻液,待研磨罐温度降至-150℃,保持冷冻,启动液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨6h,继续液氮冷冻,得到乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体;

S3:树脂基石墨烯导热复合材料的制备

取60g的丁二酸二异辛酯磺酸钠改性的氧化石墨烯与40g的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物纳米粉体,在-150℃液氮冷冻的条件下,使用液氮冷冻研磨机,调整转速为4000rpm,研磨2h,停止液氮冷冻,继续研磨直至研磨罐温度恢复至室温,进行硫化压片,并取出硫化压片即得到石墨烯复合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的导热塑料。

本实施例所制得的树脂基石墨烯导热复合材料的导热系数为7.1W/m·K。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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