碳纳米球(Ag的质量分数18% );
[0151]可多次或放大制备以得到足够多的用于以下实验的表面包覆金属Ag的改性石墨稀、表面包覆金属Ag的改性碳纳米管、表面包覆金属Ag的改性碳纳米球。
[0152]将上述所得表面包覆金属Ag的改性石墨稀、表面包覆金属Ag的改性碳纳米管及表面包覆金属Ag的改性碳纳米球按如下方法均匀混合到硅胶内部，建立成稳定且连续的三维立体导热网络；
[0153](a)碳材料分散液的制备
[0154]称取所得3g表面包覆Ag的改性石墨稀、6g表面包覆Ag的改性碳纳米管及12g包覆Ag的表面改性碳纳米球，加入20ml缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，放入超声仪进行超声，2h后取出;
[0155](b)碳材料分散液与娃胶混合
[0156]称取羟基硅油2.0g加入烧杯，加入Iml正硅酸乙酯，加入6ml上述所的碳材料分散液，混合；
[0157](c)搅拌及固化
[0158]将上述步骤所得混合物放入搅拌脱气泡装置，启动仪器，搅拌20min，所述包覆有金属Ag的表面改性石墨稀、包覆有金属Ag的表面改性碳纳米管及包覆有金属Ag的表面改性碳纳米球均匀复合到硅胶内部，接着加入200 μ L 二月桂酸二丁基锡再搅拌20s，装入固定容器进行固化。
[0159]此时最高导热系数可达8.7W/m.Κ。但由于表面改性石墨稀、表面改性碳纳米球及表面改性碳纳米管表面都经过金属Ag包覆，抗绝缘性能下降，经稳态平板法测得耐穿电压仅为 1000VAC。
[0160]最后说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点，而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的保护范围当中。
【主权项】
1.一种点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶，其中，以该点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶的总重量为100%计，其包括0.1%?30%的表面改性石墨烯、0.1%?30%的表面改性碳纳米管、0.1%?30%的表面改性碳纳米球，所述表面改性石墨烯、所述表面改性碳纳米管与所述表面改性碳纳米球的质量分数之和在10%以上且质量之比为1:0.5 ?2:0.5 ?4 ; 所述表面改性石墨烯是以浓酸处理球磨后的石墨烯制得的； 所述表面改性碳纳米管是以浓酸处理碳纳米管制得的； 所述表面改性碳纳米球是以浓酸处理碳纳米球制得的； 所述的浓酸包括浓硝酸、浓硫酸、浓盐酸中的一种或几种，其中，所述的浓硝酸是指质量百分数为30?69.2%的硝酸，优选50%?60% ;所述的浓硫酸是指质量百分数为70?98.5 %的硫酸，优选90?95 % ;所述的浓盐酸是指质量百分数为20?37 %的盐酸，优选30 ?35%。2.根据权利要求1所述的点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶，其中，所述表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球各自独立地负载金属；优选地，表面改性石墨烯负载占其重量的0.1 %?30%的金属，表面改性碳纳米管负载占其重量的0.1%?30%的金属，且表面改性碳纳米球负载占其重量的0.1 %?30%的金属； 更优选地，所述的金属包括铜、银、镍中的一种或几种，所述的负载为包覆负载。3.根据权利要求1所述的点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶，其中， 所述表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球各自独立地负载氧化物； 优选地，表面改性石墨烯负载占其重量的0.1%?30%的氧化物；表面改性碳纳米管负载占其重量的0.1 %?30 %的氧化物；且表面改性碳纳米球负载占其重量的0.1 %?30%的氧化物； 更优选地，所述的氧化物包括氧化锌、氧化铝、氧化硅、氧化钛中的一种或几种；所述的负载为包覆负载。4.权利要求1?3中任一项所述点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶的制备方法，所述方法包括: (1)、将球磨后的石墨烯进行浓酸处理以制得表面改性石墨烯； 将碳纳米管进行浓酸处理以制得表面改性碳纳米管； 将碳纳米球进行浓酸处理以制得表面改性碳纳米球； (2)、将步骤(I)所得表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管及表面改性碳纳米球复合至硅胶中以制得所述点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶； 其中，以所述点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶的总质量为100%计，步骤(2)中所述表面改性石墨烯的质量分数为0.1%?30% ;所述表面改性碳纳米管的质量分数为0.1 %?30% ;所述表面改性碳纳米球的质量分数为0.1%?30% ; 步骤(2)中所述表面改性石墨烯、所述表面改性碳纳米管与所述表面改性碳纳米球的质量分数之和在10%以上且质量之比为1:0.5?2:0.5?4。5.根据权利要求4所述的方法，其中， 所述的表面改性石墨烯是将石墨烯球磨、烘干后，然后以质量体积比为Ig: 10?200ml的浓酸处理后，洗涤至中性处理制备得到的； 所述的表面改性碳纳米管是将碳纳米管以质量体积比为Ig:10?200ml浓酸处理后，洗涤至中性制备得到的； 所述的表面改性碳纳米球是将碳纳米球以质量体积比为Ig:10?200ml浓酸处理后，洗涤至中性制备得到的。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述的石墨烯为超临界剥离法制得的石墨烯，石墨稀层数为I?10层，片径为I?200 μ m。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括在步骤(I)后将所得表面改性石墨稀、表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球各自独立地负载金属； 优选地，表面改性石墨烯负载占其重量的0.1%?30%的金属；表面改性碳纳米管负载占其重量的0.1 %?30%的金属；且表面改性碳纳米球负载占其重量的0.1 %?30%的金属； 更优选地，所述的金属包括铜、银、镍中的一种或几种，所述的负载为包覆负载。8.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括在步骤(I)后将所得表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球各自独立地负载氧化物； 优选地，表面改性石墨烯负载占其重量的0.1%?30%的氧化物；表面改性碳纳米管负载占其重量的0.1 %?30 %的氧化物；且表面改性碳纳米球负载占其重量的0.1 %?30%的氧化物； 更优选地，所述的氧化物包括氧化锌、氧化铝、氧化硅、氧化钛中的一种或几种，所述的负载为包覆负载。9.根据权利要求4?8中任一项所述的方法，其中，所述的方法包括: 将所得表面改性石墨烯或负载后的表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管或负载后的表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球或负载后的表面改性碳纳米球与偶联剂混合，超声以制得碳材料分散液；其中，表面改性石墨烯或负载后的表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管或负载后的表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球或负载后的表面改性碳纳米球与偶联剂的质量体积比为50?200mg:50?400mg:80?600mg:Iml ； 将所得碳材料分散液与硅胶混合，搅拌脱气、固化后即得所述点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶；优选地，将所得碳材料分散液与羟基硅油及正硅酸乙酯混合，其中，碳材料分散液、羟基硅油与正硅酸乙酯的体积质量体积比为Iml:0.1?25g:0.05?5ml。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述的偶联剂包括氨基硅烷、环氧基硅烷、硫基娃烧、乙稀基娃烧、脈基娃烧中的一种或几种。
【专利摘要】本发明提供点、线、面三维立体碳材料复合导热硅胶及其制备方法，该复合导热硅胶以其总重量为100％计，包括0.1％～30％的表面改性石墨烯、0.1％～30％的表面改性碳纳米管、0.1％～30％的表面改性碳纳米球及余量的硅胶，所述表面改性石墨烯、所述表面改性碳纳米管与所述表面改性碳纳米球的质量分数之和在10％以上且质量之比为1：0.5～2：0.5～4；表面改性石墨烯、表面改性碳纳米管、表面改性碳纳米球均是以强酸处理改性制得的。本发明有效提升了石墨烯、碳纳米管及碳纳米球在硅胶中的溶解性及分散性，改性后的三种碳材料在硅胶中形成了稳定且连续的三维导热网络，大幅提升导热硅胶的导热系数。
【IPC分类】C08K13/06, C08L83/06, C08K7/24, C08K9/06, C08K9/02, C08K3/22, C08K7/18, C08K3/04, C08K3/08
【公开号】CN105131607
【申请号】CN201510494695
【发明人】张利强, 李永峰
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月12日