一种导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法及制品的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)在氧化石墨烯的水溶液中，加入摩尔量为氧化石墨烯总摩尔量的0.5～1.5倍的功能修饰剂，在10～80℃的温度条件下，反应5～72小时后，将沉淀物过滤、水洗、干燥，得到修饰石墨烯(m-GO)；(2)制备石墨烯母粒的原料包括100重量份数的可聚合单体，1～50重量份数的修饰石墨烯，0.1～1重量份数的自由基聚合引发剂，10～100重量份数的有机溶剂，上述原料在氮气气氛、60～100℃的温度条件下，反应8～48小时，经过滤、水洗、干燥后，得到石墨烯母粒；(3)取1～30重量份数步骤(2)制备的石墨烯母粒，与70～99重量份数的高分子基体熔融共混，即得导热高分子-石墨烯复合材料。
【专利说明】一种导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法及制品
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物-无机纳米复合材料【技术领域】，特别是涉及导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法及其导热高分子-石墨烯复合材料。
【背景技术】
[0002]散热器在LED照明器件中起着至关重要的作用，它直接决定LED光源的性能和使用寿命。与传统的金属铝的LED散热器相比，导热高分子材料具有许多优势:(I)重量轻，高分子材料密度约为金属铝的一半(高分子材料密度1.4g.cm—3，而金属铝的密度为2.7g.cm-3) ； (2)加工方便，可以用注射成型加工；(3)可以制作结构复杂的组件，提高设计自由度；(4)环保、可再生等。因此，新一代高导热的热塑性复合材料有望取代金属材料做LED散热器材料。高分子材料本身的结构特点决定了其为热的绝缘体，从而限制了其在导热材料领域中的应用。采用导热填料对高分子进行改性是提高复合材料热导率的有效途径。目前常用作导热填料的BN、AlN、Si3N4和SiC等因其本身的热导率较低，而只有在高添加量下才能使复合材料获得较高的热导率，但这必然会降低高分子材料的其它性能。
[0003]石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料，具有高的热导率、高的比表面积和杨氏模量等优异性质。理论研究表明，单层石墨烯的室温热导率高达53001*!^1.1T1,是目前已知的具有最闻热导率的材料。这些独特的性质使石墨稀被视为一种闻效的热界面、热控材料。作为一种新型的纳米导热填料，添加少量的石墨烯即可使高分子材料的导热性能得到很大的提高，同时还能保持高分子材料本身的其它性能。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种解决上述问题的导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，及其采用此方法的导热高分子-石墨烯复合材料。
[0005]本发明为实现上述目的而采用的技术方案为:
[0006]一种导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0007](I)制备修饰石墨烯(m-GO)
[0008]在氧化石墨烯的水溶液中，加入摩尔量为氧化石墨烯总摩尔量的0.5~1.5倍的功能修饰剂，在10~80°c的温度条件下，反应5~72小时后，将沉淀物过滤、水洗、干燥后，得到修饰石墨烯(m-GO)；
[0009]所述功能修饰剂，其化学结构简式为:
[0010]
【权利要求】
1.一种导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:其包括如下步骤: (1)制备修饰石墨烯(m-GO) 在氧化石墨烯的水溶液中，加入摩尔量为氧化石墨烯总摩尔量的0.5~1.5倍的功能修饰剂，在10~80°C的温度条件下，反应5~72小时后，将沉淀物过滤、水洗、干燥后，得到修饰石墨烯(m-GO)； 所述功能修饰剂，其化学结构简式为:
2.根据权利要求1所述的导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述自由基聚合引发剂，为偶氮二异丁腈、或过氧化异丙苯、或过氧化苯甲酰、或过氧化乙酰异丁酰中的一种。
3.根据权利要求1所述的导热高分子-石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂，为苯、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、石油醚、二氧六环、或二甲基亚砜中的一种。
4.根据权利要求1~3之一所述方法制备的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于:其由1~30重量份数的石墨烯母粒，与70~99重量份数的高分子基体熔融共混制成；其中所述的石墨烯母粒由100重量份数的可聚合单体，1~50重量份数的修饰石墨烯，0.1~1重量份数的自由基聚合引发剂，10~100重量份数的有机溶剂制成；所述的修饰石墨烯是在氧化石墨烯的水溶液中，加入摩尔量为氧化石墨烯总摩尔量的0.5~1.5倍的功能修饰剂制成。
5 .根据权利要求4所述的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于，所述功能修饰剂，其化学结构简式为:
6.根据权利要求4所述的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于，所述可聚合单体，其化学结构简式为下述的化学结构简式中的一种: 1)化学结构简式如下的脂肪族丙烯酸酯及其衍生物:
7.根据权利要求4所述的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于，所述高分子基体:其为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)或尼龙中的一种。
8.根据权利要求4所述的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于，所述自由基聚合引发剂，为偶氮二异丁腈、或过氧化异丙苯、或过氧化苯甲酰、或过氧化乙酰异丁酰中的一种。
9.根据权利要求4所述的导热高分子-石墨烯复合材料，其特征在于，所述有机溶剂，为苯、N，N-二甲基甲酰胺`、四氢呋喃、石油醚、二氧六环、或二甲基亚砜中的一种。
【文档编号】C08F220/14GK103524825SQ201310396079
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】丁鹏, 施利毅, 张锦, 苏双双 申请人:东莞上海大学纳米技术研究院, 上海大学