本發(fā)明屬于導(dǎo)熱材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯基導(dǎo)熱硅膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著電子設(shè)備的小型化及多功能化的快速發(fā)展，電子工業(yè)迫切地需要熱導(dǎo)率更高的導(dǎo)熱材料，以減小電子電容器的體積和提高電子設(shè)備的散熱能力，而導(dǎo)熱硅膠以其高粘結(jié)性能和超強的導(dǎo)熱效果是目前CPU、GPU和散熱器接觸時最佳的導(dǎo)熱解決方案之一。導(dǎo)熱硅膠是利用導(dǎo)熱填料在高分子基體材料內(nèi)均勻填充，以提高其導(dǎo)熱性能。常用的高導(dǎo)熱填料主要是陶瓷、金屬等。而這些傳統(tǒng)的導(dǎo)熱填料的填充有許多缺點，比如需要高的填充量才能達到比較高的熱導(dǎo)率，從而嚴(yán)重影響了硅膠的機械性能，再者高的填充量也增加了成本。
石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。導(dǎo)熱系數(shù)高達5300W/(m·K)，高于碳納米管(3000W/(m·K))和金剛石(2300W/(m·K))，并且這樣的二維結(jié)構(gòu)具有超大的比表面積以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性。這些良好的性質(zhì)使得基于石墨烯成為一種理想的導(dǎo)熱填料。但是，石墨烯極容易團聚，在填充基體內(nèi)部會因為團聚而影響導(dǎo)熱通路的形成。
氮化硼具有四種不同的變體：六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纖鋅礦氮化硼(WBN)，其中CBN有著高的熱導(dǎo)率和穩(wěn)定性，在導(dǎo)熱填料中的應(yīng)用有著重要的地位。但是，氮化硼的添加成本較高，因此其應(yīng)用受到一定的限制。
導(dǎo)熱填料的作用是在基底材料中形成導(dǎo)熱通路從而提高導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率，因此有效的導(dǎo)熱通路的形成對于材料熱導(dǎo)率的提升至關(guān)重要。提高導(dǎo)熱填料的添加量可有助于導(dǎo)熱通路的構(gòu)建，但是隨著導(dǎo)熱填料的量增加產(chǎn)品的成本也相應(yīng)的增加，因此通過增加導(dǎo)熱填料的量而提高導(dǎo)熱性的方法并不十分可行?，F(xiàn)有導(dǎo)熱塑料的制備方法為導(dǎo)熱填料與基底材料通過均勻共混后得到導(dǎo)熱塑料，但是，在制備得到的導(dǎo)熱塑料中，導(dǎo)熱填料在基底材料內(nèi)部雜亂無章的分布，熱導(dǎo)率較低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種石墨烯基導(dǎo)熱硅膠及其制備方法，采用本發(fā)明提供的制備方法制備得到的石墨烯基導(dǎo)熱硅膠導(dǎo)熱率較高。
本發(fā)明提供了一種石墨烯基導(dǎo)熱硅膠的制備方法，包括以下步驟：
A)將經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料中，經(jīng)過干燥、燒結(jié)，得到三維多孔復(fù)合材料，所述石墨烯漿料包括石墨烯、陶瓷材料和乙醇水溶液，所述陶瓷材料為碳化硅或氮化硼；
B)將所述三維多孔復(fù)合材料與硅膠混合，固化，得到石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。
優(yōu)選的，所述有機多孔聚合物選自聚氨酯海綿、開孔聚苯乙烯泡沫塑料或開孔聚乳酸泡沫塑料。
優(yōu)選的，所述乙醇水溶液中乙醇和去離子水的比例為5:1～3:1。
優(yōu)選的，所述硅膠為A/B雙組份硅膠，所述A/B雙組份硅膠選自SEMICOSIL 9212 A/B、SilGel 612 A/B、SEMICOSIL 905 A/B、瓦克SilGel 614 A/B中的一種。
優(yōu)選的，所述石墨烯與碳化硅的質(zhì)量比為1:3～1:2；所述石墨烯與氮化硼的質(zhì)量比為5:0.5～5:3。
優(yōu)選的，所述石墨烯漿料中還包括：
2wt％～5wt％的碳納米管；
0.1wt％～12wt％的流變劑；
0.5wt％～2wt％的分散劑；
0.3wt％～1wt％的消泡劑；
2wt％～5wt％的粘結(jié)劑；
0.5wt％～20wt％的燒結(jié)助劑。
優(yōu)選的，所述表面改性的方法為：將有機多孔聚合物浸泡于NaOH溶液中，加熱處理后取出，再將有機多孔聚合物置于苯基硅烷偶聯(lián)劑或聚丙烯酰胺溶液中浸泡。
優(yōu)選的，所述氮化硼為表面經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑改性的氮化硼，所述氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的方法為：在0℃下，將氮化硼浸漬于氨基硅烷偶聯(lián)劑水溶液中進行超聲后，再離心、干燥。
優(yōu)選的，所述有機多孔聚合物的孔隙率為60％～90％。
優(yōu)選的，所述石墨烯漿料中石墨烯的濃度為4mg/mL～10mg/mL。
優(yōu)選的，所述苯基硅烷偶聯(lián)劑選自苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷。
優(yōu)選的，所述氨基硅烷偶聯(lián)劑選自KH570、KH550、KH540或KH602。
本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制備得到的石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種石墨烯基導(dǎo)熱硅膠的制備方法，包括以下步驟：A)將經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料中，經(jīng)過干燥、燒結(jié)，得到三維多孔復(fù)合材料，所述石墨烯漿料包括石墨烯、陶瓷材料和乙醇水溶液，所述陶瓷材料為碳化硅或氮化硼；B)將所述三維多孔復(fù)合材料與硅膠混合，固化，得到石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。本發(fā)明以有機多孔聚合物為模板，制備三維多孔復(fù)合材料，其中，石墨烯片層之間堆疊成為疏松的有一定間隙的微觀結(jié)構(gòu)，同時陶瓷材料附著在石墨烯片層上，二者之間存在一定的協(xié)同作用，形成完整的導(dǎo)熱通路。結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到的導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為5-7W/(m·k)。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種石墨烯基導(dǎo)熱硅膠的制備方法，包括以下步驟：
A)將經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料中，經(jīng)過干燥、燒結(jié)，得到三維多孔復(fù)合材料，所述石墨烯漿料包括石墨烯、陶瓷材料和乙醇水溶液，所述陶瓷材料為碳化硅或氮化硼；
B)將所述三維多孔復(fù)合材料與硅膠混合，固化，得到石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。
本發(fā)明所用石墨烯來源于機械剝離或化學(xué)氧化還原得到的石墨烯，優(yōu)選的是化學(xué)氧化還原得到的石墨烯。
本發(fā)明首先將經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料，其中，所述的有機多孔聚合物為制備三維多孔碳化硅漿料的模板，所述有機多孔聚合物的孔隙率優(yōu)選60％～90％。
本發(fā)明對所述有機多孔聚合物的來源并沒有特殊限制，優(yōu)選的，所述有機多孔聚合物選自聚氨酯海綿、開孔聚苯乙烯泡沫塑料或開孔聚乳酸泡沫塑料。
本發(fā)明選用的有機多孔聚合物為經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物，在本 發(fā)明中，對所述有機多孔聚合物進行表面改性的方法為：將有機多孔聚合物浸泡于NaOH溶液中，加熱處理后取出，再將有機多孔聚合物置于苯基硅烷偶聯(lián)劑/聚丙烯酰胺溶液中浸泡。
首先，將有機多孔聚合物浸入NaOH溶液中，加熱處理后取出。其中，所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度為15wt％～20wt％。所述加熱的溫度為35～45℃，在本發(fā)明的一些實施例中，所述加熱的溫度為40℃。所述加熱的時間為3～5小時，在本發(fā)明的一些實施例中，所述加熱的時間為3小時；在本發(fā)明的另一些實施例中，所述加熱的時間為3.5小時；在本發(fā)明的另一些實施例中，所述加熱的時間為5小時。
加熱處理后，將所述有機多孔聚合物取出，浸泡于苯基硅烷偶聯(lián)劑或聚丙烯酰胺溶液中。所述苯基硅烷偶聯(lián)劑選自苯胺甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷。所述苯基硅烷偶聯(lián)劑的濃度為4-6mg/ml，所述聚丙烯酰胺溶液的質(zhì)量濃度為1-3mg/ml。在本發(fā)明的一些實施例中，所述苯基硅烷偶聯(lián)劑質(zhì)量濃度為5mg/ml，所述聚丙烯酰胺溶液的質(zhì)量濃度為2mg/ml。所述浸泡的時間為20～40h，在本發(fā)明的一些實施例中，所述浸泡的時間為24h。浸泡結(jié)束后，得到表面改性的有機多孔聚合物。
將經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料中。其中，所述石墨烯漿料包括石墨烯、陶瓷材料和乙醇水溶液，所述陶瓷材料為碳化硅或氮化硼。在所述石墨烯漿料中，所述石墨烯的濃度為4mg/mL～10mg/mL，優(yōu)選為6mg/mL～8mg/mL。所述石墨烯與碳化硅的質(zhì)量比為1:3～1:2，優(yōu)選為1:3；所述石墨烯與氮化硼的質(zhì)量比為5:0.5-5:3，優(yōu)選的為5:1-5:2。本發(fā)明以乙醇水溶液為溶劑進行石墨烯漿料的配置，其中，所述乙醇水溶液中乙醇和去離子水的比例為5:1～3:1。
其中，本發(fā)明所述的氮化硼為納米級氮化硼，粒度優(yōu)選為80-120nm，優(yōu)選的為100nm。所述氮化硼優(yōu)選采用表面經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑改性的氮化硼，所述氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性的方法為：在0℃下，將氮化硼浸漬于氨基硅烷偶聯(lián)劑水溶液中進行超聲后，再離心、干燥。具體的，在0℃下，將氮化硼浸漬于氨基硅烷偶聯(lián)劑水溶液中，在水浴超聲中超聲30min，離心去除剩余溶液，冷凍干燥。所述氨基硅烷偶聯(lián)劑選自KH570、KH550、KH540或KH602，優(yōu)選的為KH570、KH550或KH602。
所述碳化硅為碳化硅陶瓷粉，所述碳化硅陶瓷粉的目數(shù)優(yōu)選為80-180目，在本發(fā)明的一些具體實施方式中，所述碳化硅陶瓷粉的目數(shù)為120目。
本發(fā)明所提供的石墨烯漿料還包括：
2wt％-5wt％的碳納米管；
0.1wt％～12wt％的流變劑；
0.5wt％～2wt％的分散劑；
0.3wt％～1wt％的消泡劑；
2wt％～5wt％的粘結(jié)劑；
0.5wt％～20wt％的燒結(jié)助劑。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料包括碳納米管，在本發(fā)明中，所述碳納米管的添加量為2wt％～5wt％，優(yōu)選為2wt％～3wt％。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料還包括流變劑，在本發(fā)明中，所述流變劑選自膨潤土、高嶺土、羧甲基纖維素和羥乙基纖維素中的一種或多，優(yōu)選為膨潤土或高嶺土。所述流變劑的添加量優(yōu)選為0.1wt％～12wt％，更優(yōu)選為2wt％～10wt％，在本發(fā)明的一些具體實施方式中，所述流變劑的添加量為4wt％，在本發(fā)明的另一些具體實施方式中，所述流變劑的添加量為5wt％。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料中還包括分散劑，在本發(fā)明中，所述分散劑聚乙烯亞胺，在水性漿料中，所述聚乙烯亞胺對漿料中的各原料具有良好的分散效果。所述分散劑的添加量優(yōu)選為0.5wt％～2wt％，優(yōu)選為1wt％～2wt％。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料中還包括消泡劑，所述消泡劑選自硅酮或有機硅油類消泡劑，優(yōu)選為硅酮或二甲基硅油。所述消泡劑的添加量優(yōu)選為0.3wt％～1wt％，更優(yōu)選為0.3wt％～0.5wt％。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料中還包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑選自鈉硅酸鹽、硼酸鹽、焦磷酸鹽、磷酸鹽以及氫氧化鋁溶膠和硅溶膠中的一種或多種，優(yōu)選為硅溶膠、四硼酸鈉或焦磷酸鹽。所述粘結(jié)劑的添加量優(yōu)選為2wt％～5wt％，優(yōu)選為3wt％～4wt％。
本發(fā)明所述的石墨烯漿料中還包括燒結(jié)助劑，所述燒結(jié)助劑選自氧化鋁、三氧化二鐵、氧化鉀-氧化鋁-二氧化硅和氧化鋁-氧化釔中的一種或多種，所述燒結(jié)助劑的添加量為0.5wt％～20wt％，優(yōu)選為5wt％～15wt％。
本發(fā)明對所述石墨烯漿料的制備方法并沒有特殊限制。在本發(fā)明中，優(yōu) 選將所述陶瓷材料和石墨烯在乙醇水溶液中混合，得到石墨烯漿料。
更優(yōu)選的，所述石墨烯漿料按照下述方法進行制備：
將所述陶瓷材料、石墨烯、碳納米管、流變劑、分散劑、消泡劑、粘結(jié)劑以及燒結(jié)助劑在乙醇水溶液中混合，得到石墨烯漿料。
本發(fā)明對所述混合的方式并沒有特殊限制，可以攪拌混合，也可以超聲混合，優(yōu)選為超聲混合。
本發(fā)明以乙醇和水混合溶劑作為分散溶劑，是因為乙醇表面張力較小，不足以平衡石墨烯分散在其中片層舒展所需能量，所以在其中有一定絮凝。而在60℃下烘干首先可以保證氮化硼不會發(fā)生水解反應(yīng)，再者在干燥過程中，由于溶劑表面張力的作用，使石墨烯片層之間堆疊成為疏松的有一定間隙的微觀結(jié)構(gòu)，同時碳納米管分布于間隙之間，同時陶瓷材料附著在石墨烯片層上，三者之間存在一定的協(xié)同作用，形成完整的導(dǎo)熱通路。
得到石墨烯漿料后，將所述經(jīng)過表面改性的多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料中。本發(fā)明對所述多孔聚合物浸漬于石墨烯漿料的具體方法并沒有特殊限制，可以將所述經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物擠壓之后浸入石墨烯漿料中，再在所述石墨烯漿料中反復(fù)揉搓充分浸潤；也可以將所述改性過的多孔聚合物浸入石墨烯漿料中，水浴超聲15～30min。
所述經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物的表面以及孔道內(nèi)充分浸潤了石墨烯漿料后，將所述經(jīng)過表面改性的有機多孔聚合物從所述石墨烯漿料中取出，經(jīng)過干燥、燒結(jié)，得到三維多孔復(fù)合材料；其中，所述干燥的溫度為60-80℃，優(yōu)選為60℃/80℃，所述干燥的時間為16-24h，優(yōu)選為24h。
當(dāng)所述陶瓷材料為碳化硅時，所述燒結(jié)按照下述方法進行：
在惰性氣氛下，以10～20℃/min的升溫速率由20～30℃升溫至200～300℃后，再以2～5℃/min的升溫速率升溫至320～700℃，保溫15～60min；再以15～25℃/min的升溫速率升溫至1200～1800℃，保溫30～120min。
當(dāng)所述陶瓷材料為氮化硼時，所述燒結(jié)按照下述方法進行：
惰性氣氛下，以每分鐘10～20℃的升溫速率由60-70℃升至160-200℃，再以每分鐘3～5℃的升溫速率升至380-500℃保溫30～60min。
得到三維多孔復(fù)合材料后，將所述三維多孔復(fù)合材料與硅膠混合，得到混合物。本發(fā)明對所述混合的方式并沒有特殊限制，優(yōu)選按照下述方法進行：
將硅膠溶液灌注于上述得到的多孔復(fù)合材料中、脫泡。
本發(fā)明對所述硅膠的種類并沒有特殊限制，在本發(fā)明中，所述硅膠的密度優(yōu)選為0.95～0.96g/cm3。所述硅膠選自瓦克SEMICOSIL 9212 A/B、瓦克SilGel 612 A/B、瓦克SEMICOSIL 905 A/B、瓦克SilGel 614 A/B。所述硅膠為AB型膠，即A為硅膠，B為固化劑，不用額外添加固化劑，其用量比例為1:1。
之后，將所述注入了混合漿料的三維多孔碳化硅材料進行固化，得到導(dǎo)熱硅膠。其中，所述固化的溫度為100～120℃，所述固化的時間為5-60min。
在本發(fā)明的一些具體實施方式中，所述硅膠為瓦克SEMICOSIL 9212，其固化條件為在125℃的條件下，固化15min。
在本發(fā)明的另一些具體實施方式中，所述硅膠為瓦克SilGel 612，固化條件為在120℃的條件下，固化10min。
在本發(fā)明的另一些具體實施方式中，所述硅膠為瓦克SEMICOSIL 905，固化條件為：在120℃的條件下，固化30min。
在本發(fā)明的另一些具體實施方式中，所述硅膠為瓦克SilGel 614，固化條件為在120℃的條件下，固化5min。
固化結(jié)束后，得到石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。所述石墨烯基導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為5-7W/(m·k)。
本發(fā)明還提供了一種上述制備方法制備得到的石墨烯基導(dǎo)熱硅膠。
本發(fā)明以有機多孔聚合物為模板，制備出三維貫通的多孔狀網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)，形成完整的導(dǎo)熱通路。將硅膠溶液灌注于上述結(jié)構(gòu)中提高了導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率。
結(jié)果表明，本發(fā)明制備得到的導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為5-7W/(m·k)。
為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的石墨烯基導(dǎo)熱硅膠及其制備方法進行說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。
實施例1
將聚氨酯海綿浸入20wt％的NaHO2溶液中，在40℃溫水中處理3.5h，然后放入0.002g/ml的聚丙烯酰胺溶液中進行表面改性，時間為24h，取出備用。
將37.5wt％的120目碳化硅陶瓷粉、12.5wt％的石墨烯，5wt％的氧化鋁和3wt％的三氧化二鐵作燒結(jié)助劑，32.5wt％的醇水作溶劑，3wt％的硅溶膠作為 粘結(jié)劑，5wt％的膨潤土作流變劑，1wt％的聚乙烯亞胺作分散劑，0.5wt％的硅酮作消泡劑，制得石墨烯漿料。
將聚氨酯海綿擠壓排除多余空氣然后浸入石墨烯漿料中，反復(fù)揉搓使之充分浸潤，擠出多余石墨烯漿料，在80℃的條件下將其烘干。在真空條件下對上述得到的產(chǎn)物進行排塑，溫度設(shè)置為以每分鐘15℃的升溫速率由25℃到220℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由220℃至600℃保溫30min，再以每分鐘20℃迅速升溫至1450℃保溫1h，得到三維多孔石墨烯-碳化硅材料，測定所述三維多孔石墨烯-碳化硅材料的平均孔隙為2～3mm，孔隙率為70％。
將35wt％石墨烯與85wt％的硅膠混合溶液置于脫泡機中，在冷卻循環(huán)條件下攪拌30min。其中，所述硅膠為AB型膠，即WACKER SilGel 612 A/B。脫除氣泡后移入模具中，得到混合漿料，將所述混合漿料灌入上述制得的三維多孔石墨烯-碳化硅骨架中，在真空條件下靜置一個小時，使混合漿料填滿碳化硅骨架中孔隙，并消除氣泡。其中，所述三維多孔石墨烯-碳化硅材料與所述混合漿料的質(zhì)量比約為1:1。然后在120℃下固化10min，最后得到導(dǎo)熱硅膠。
測定所述導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為6.1W/(m·k)。
實施例2
將開孔聚苯乙烯泡沫浸入20wt％的NaOH溶液中，在40℃溫水中處理5h，然后放入2mg/ml的聚丙烯酰胺溶液中進行表面改性，時間為24h，取出備用。
將40.5wt％的120目碳化硅陶瓷粉，13.5wt％石墨烯，5wt％氧化鋁-氧化釔作燒結(jié)助劑，30.5wt％的醇水作溶劑，4wt％的四硼酸鈉作為粘結(jié)劑，4wt％的高嶺土作流變劑，2wt％的聚乙烯亞胺作分散劑，0.3wt％的二甲基硅油作消泡劑，制備得到石墨烯漿料。
將上述表面改性的聚苯乙烯泡沫浸入漿料中，在水浴超聲中超聲20min，使?jié){料充分進入聚苯乙烯泡沫體內(nèi)，在80℃的條件下將其烘干。在真空下對上述得到的產(chǎn)物進行排塑，溫度設(shè)置為以每分鐘15℃的升溫速率由室溫到280℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由280℃至500℃保溫30min，再以每分鐘20℃迅速升溫至1700℃保溫1h，得到三維多孔石墨烯-碳化硅材料。測定所述三維多孔石墨烯-碳化硅材料的孔隙的平均尺寸為2～4mm，孔隙率為75％。
將35wt％石墨烯與85wt％硅膠混合溶液置于脫泡機中，在冷卻循環(huán)條件下攪拌30min。其中所述硅膠為AB型膠，即瓦克SEMICOSIL 905 A/B。脫除 氣泡后移入模具中，得到混合漿料，將此混合漿料灌入上述制得的三維多孔石墨烯-碳化硅材料中，在真空條件下靜置一個小時，使混合漿料填滿三維多孔石墨烯-碳化硅材料中的孔隙，并消除氣泡然后在120℃下固化30min，最后得到導(dǎo)熱硅膠。
測定所述導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為5.7W/(m·k)。
實施例3
將開孔聚乳酸泡沫浸入15wt％的NaOH溶液中，在40℃溫水中處理3h，然后放入2mg/ml的聚丙烯酰胺溶液中進行表面改性，時間為24h，取出備用。
將39.9wt％的120目碳化硅陶瓷粉，13.3wt％石墨烯，4wt％氧化鉀-氧化鋁-二氧化硅作燒結(jié)助劑，33.7wt％的醇水作溶劑，3wt％的焦磷酸鹽作為粘結(jié)劑，5wt％的膨潤土作流變劑，1wt％的聚乙烯亞胺作分散劑，0.3wt％的二甲基硅油作消泡劑，制備得到石墨烯漿料。
將聚苯乙烯泡沫浸入上述石墨烯漿料中，在水浴超聲中超聲20min，使碳化硅漿料充分進入泡沫體內(nèi)，在80℃的條件下將其烘干。在真空下對上述得到的產(chǎn)物進行排塑，溫度設(shè)置為以每分鐘15℃的升溫速率由室溫到230℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由230℃至350℃保溫30min，再以每分鐘20℃迅速升溫至1350℃保溫1h，得到三維多孔石墨烯-碳化硅材料，測定所述三維多孔石墨烯-碳化硅材料的孔隙的平均尺寸為2～3mm，孔隙率為76％。
將35wt％石墨烯和65wt％硅膠混合溶液置于脫泡機中，在冷卻循環(huán)條件下攪拌30min，其中，所述硅膠為AB型膠，即瓦克SilGel 614(A/B)。脫除氣泡后移入模具中，得到混合漿料，將此混合漿料灌入上述制得的三維多孔石墨烯-碳化硅材料中，然后在120℃下固化5min，最后得到導(dǎo)熱硅膠。
測定所述導(dǎo)熱硅膠的熱導(dǎo)率為5.5W/(m·k)。
實施例4
將氮化硼與KH570硅烷偶聯(lián)劑以10:1的比例分散于100ml水溶液中，其濃度分別為40mg/ml與4mg/ml。將混合分散液置于水浴超聲中，在0℃條件下，超聲40min后，離心除去多余的溶劑，冷干，得到改性的氮化硼粉末。
將改性的氮化硼粉末與石墨烯以1：5的質(zhì)量比分散于以醇水4:1的混合溶劑中，濃度分別為1.2mg/ml和6mg/ml，同時添加2mg/ml碳納米管，用超聲波細胞粉碎機在1200W功率下超聲10min，得到石墨烯漿料。
將聚氨酯海綿泡沫浸入2mol/L的NaOH溶液中，在40℃溫水中處理3.5h， 然后放入5mg/ml苯胺甲基三乙氧基硅烷水溶液中，浸泡24h，得到改性的聚氨酯多孔泡沫體。
將改性過的聚氨酯多孔泡沫結(jié)構(gòu)浸漬于上述制備的均勻的石墨烯漿料中，在0℃條件下，水浴超聲20min。將其在60℃下烘干，之后以每分鐘15℃的升溫速率由60℃到200℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由200℃至380℃保溫30min，除去多孔材料，得到三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料。
將上述得到的三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料浸入硅膠(瓦克SEMICOSIL 9212)中，抽真空除去氣泡，放入125℃烘箱中，固化15min，得到平均熱導(dǎo)率為6.9W/(m·K)的導(dǎo)熱硅膠。
實施例5
將氮化硼與KH550硅烷偶聯(lián)劑以10:1的比例分散于100ml水溶液中，其濃度分別為30mg/ml與3mg/ml。將混合分散液置于水浴超聲中，在0℃條件下，超聲40min后，離心除去多余的溶劑，冷干，得到改性的氮化硼粉末。
將改性的氮化硼粉末與石墨烯以1:10的質(zhì)量比分散于以醇水4:1的混合溶劑中，濃度分別為0.8mg/ml和8mg/ml，同時添加3mg/ml碳納米管，用超聲波細胞粉碎機在1200W功率下超聲10min，得到石墨烯漿料。
將聚乳酸泡沫浸入1mol/L的NaOH溶液中，在40℃溫水中處理3h，然后放入5mg/ml苯基三甲氧基硅烷水溶液中，浸泡24h，得到改性的聚乳酸多孔泡沫體。
將改性過的聚乳酸多孔泡沫結(jié)構(gòu)浸漬于上述制備的均勻的石墨烯漿料中，在0℃條件下，水浴超聲20min。將其在60℃下烘干，之后以每分鐘15℃的升溫速率由60℃到160℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由160℃至500℃保溫30min，除去多孔材料，得到三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料。
將上述得到的三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料浸入硅膠(瓦克SilGel 612)中，抽真空除去氣泡，放入120℃烘箱中，固化10min，得到平均熱導(dǎo)率為6.2W/(m·K)的導(dǎo)熱硅膠。
實施例6
將氮化硼與KH602硅烷偶聯(lián)劑以8:1的比例分散于100ml水溶液中，其濃度分別為40mg/ml與5mg/ml。將混合分散液置于水浴超聲中，在0℃條件下，超聲40min后，離心除去多余的溶劑，冷干，得到改性的氮化硼粉末。
將改性的氮化硼粉末與石墨烯以3:15的質(zhì)量比分散于以醇水4:1的混合溶劑中，濃度分別為1.2mg/ml和6mg/ml，同時添加2mg/ml的碳納米管，用超聲波細胞粉碎機在1200W功率下超聲10min，得到石墨烯漿料。
將開孔聚苯乙烯泡沫浸入5mol/L的NaOH溶液中，在40℃溫水中處理5h，然后放入5mg/ml苯胺苯基三乙氧基硅烷水溶液中，浸泡24h，得到改性的聚氨酯多孔泡沫體。
將改性過的開孔聚苯乙烯多孔泡沫結(jié)構(gòu)浸漬于上述制備的均勻的石墨烯漿料中，在0℃條件下，水浴超聲20min。將其在60℃下烘干，之后以每分鐘15℃的升溫速率由60℃到280℃，再以每分鐘3℃的升溫速率由280℃至500℃保溫30min，除去多孔材料，得到三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料。
將上述得到的三維多孔石墨烯-氮化硼復(fù)合材料浸入硅膠(瓦克SEMICOSIL 905)中，抽真空除去氣泡，放入120℃烘箱中，固化30min，得到平均熱導(dǎo)率為6.8W/(m·K)的導(dǎo)熱硅膠。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。