線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠結(jié)構(gòu)示意圖。
[0070]圖2為實施例1的點、線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠與對比例I所得復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)隨三種碳材料總質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化圖。
【具體實施方式】
[0071]為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0072]實施例1
[0073]本實施例提供一種點、線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠及其制備方法，該方法包括以下步驟:
[0074](I)制備表面改性石墨烯
[0075]參考CN103771404A中的實施例1及實施例2制備得到石墨烯，制備石墨烯的產(chǎn)率大于95 %。其中，5?10層的石墨烯產(chǎn)率大于80 %，5層以下的石墨烯產(chǎn)率低于10 %，片徑為5?50 μ m ;
[0076]將制備好的石墨烯10g裝入球磨罐中并混合200ml乙醇進(jìn)行球磨化處理，球磨速度為300轉(zhuǎn)/分，球磨I小時后收集石墨烯粉末并烘干處理備用；
[0077]取出1g球磨后的石墨烯溶于500ml濃硝酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55% )進(jìn)行表面功能化處理制備得到表面改性石墨烯；
[0078](2)制備表面改性碳納米管
[0079]將1g碳納米管置于2000ml濃硝酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55% )中進(jìn)行酸化處理，然后用過濾紙過濾并反復(fù)用去離子水清洗至PH值等于7，收集表面改性碳納米管粉末并烘干處理備用;
[0080](3)制備表面改性碳納米球
[0081]將1g碳納米球置于2000ml濃硝酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55% )中進(jìn)行酸化處理，然后用過濾紙過濾并反復(fù)用去離子水清洗至pH值等于7收集表面改性碳納米球粉末并烘干處理備用;
[0082](4)復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0083]將上述所得表面改性石墨烯、表面改性碳納米管及表面改性碳納米球均勻混合到硅膠內(nèi)部，建立成穩(wěn)定且連續(xù)的三維立體導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)；
[0084](a)碳材料分散液的制備
[0085]稱取上述步驟所得2g表面改性石墨烯、2g的表面改性碳納米管及2g表面改性碳納米球，加入20ml r-氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得碳材料分散液；
[0086](b)碳材料分散液與娃膠混合
[0087]稱取羥基硅油2.0g加入燒杯，加入Iml正硅酸乙酯，加入15ml上述步驟所得碳材料分散液混合；
[0088](c)攪拌及固化
[0089]將上述步驟所得混合物放入攪拌脫氣泡裝置，啟動儀器，攪拌3min，所述表面改性石墨稀、表面改性碳納米管及表面改性碳納米球均勾復(fù)合到娃膠內(nèi)部，接著加入100 yL 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化即得本實施例點、線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其包含硅膠、表面改性石墨烯、表面改性碳納米管、表面改性碳納米球，這三種碳材料形成了穩(wěn)定且連續(xù)的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。
[0090]對比例I
[0091]表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0092]稱取6g實施例1中得到的表面改性石墨烯，加入20ml r_氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得表面改性石墨烯分散液；
[0093]取羥基硅油2.0g加入燒杯，用移液管取Iml正硅酸乙酯加入燒杯，加入15ml上述步驟所得表面改性石墨烯分散液，混合；用攪拌脫氣泡裝置脫氣泡30min，可使表面改性石墨烯均勻復(fù)合到硅膠內(nèi)部；接著加入100 μ L 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化，制得表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠。
[0094]表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0095]稱取6g實施例1所得表面改性碳納米管，加入20ml r-氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得表面改性碳納米管分散液；
[0096]取羥基硅油2.0g加入燒杯，用移液管取Iml正硅酸乙酯加入燒杯，加入15ml上述步驟所得表面改性碳納米管分散液，混合；用攪拌脫氣泡裝置脫氣泡30min，可使表面改性碳納米管均勻復(fù)合到硅膠內(nèi)部；接著加入100 μ L 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化，制得表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠。
[0097]表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0098]稱取6g實施例1所得表面改性碳納米球，加入20ml r_氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得表面改性碳納米球分散液；
[0099]取羥基硅油2.0g加入燒杯，用移液管取Iml正硅酸乙酯加入燒杯，加入15ml上述步驟所得表面改性碳納米球分散液，混合；用攪拌脫氣泡裝置脫氣泡30min，可使表面改性碳納米球均勻復(fù)合到硅膠內(nèi)部；接著加入100 μ L 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化，制得表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠。
[0100]表面改性石墨烯/表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0101 ] 將6g表面改性碳材料(實施例1所得表面改性石墨烯:實施例1所得表面改性碳納米管=1:1)，加入20ml r-氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得二元碳材料分散液。
[0102]取羥基硅油2.0g加入燒杯，用移液管取Iml正硅酸乙酯加入燒杯，加入15ml上述步驟所得二元碳材料分散液，混合；用攪拌脫氣泡裝置脫氣泡30min，可使表面改性石墨烯及表面改性碳納米管均勻復(fù)合到硅膠內(nèi)部；接著加入100 μ L 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化，制得表面改性石墨烯/表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠。
[0103]表面改性石墨烯/表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的制備
[0104]石墨烯及碳納米球改性方法如上所述，將6g表面改性碳材料(實施例1所得表面改性石墨烯:實施例1所得表面改性碳納米球=1:1)，加入20ml r-氨丙基三乙氧基硅烷，放入超聲儀進(jìn)行超聲，2h后取出以制得二元碳材料分散液。
[0105]取羥基硅油2.0g加入燒杯，用移液管取Iml正硅酸乙酯加入燒杯，加入15ml上述步驟所得二元碳材料分散液，混合；用攪拌脫氣泡裝置脫氣泡30min，可使表面改性石墨烯及表面改性碳納米球均勻復(fù)合到硅膠內(nèi)部；接著加入100 μ L 二月桂酸二丁基錫再攪拌20s，裝入固定容器進(jìn)行固化，制得表面改性石墨烯/表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠。
[0106]實施例1及對比例I導(dǎo)熱硅膠性能測試
[0107]按激光閃射法測得實施例1所得點、線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為4.79ff/m.k、對比例I中所得表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為1.46W/m.k、所得表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為1.15ff/m.k、所得表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為0.79ff/m.k、所得表面改性石墨烯/表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為2.38ff/m.k、所得表面改性石墨烯/表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)為2.06ff/m.k，從上面的數(shù)據(jù)很容易看出，表面改性石墨烯、表面改性碳納米管、表面改性碳納米球三者表現(xiàn)出協(xié)同導(dǎo)熱作用，實施例1的導(dǎo)熱系數(shù)大大提高。
[0108]本發(fā)明為進(jìn)一步驗證三種碳材料的協(xié)同導(dǎo)熱作用，改變實施例1中的復(fù)合至硅膠的三種改性材料的總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(保持三種改性材料的質(zhì)量之比不變)制得一系列點、線、面三維立體碳材料復(fù)合導(dǎo)熱硅膠并按激光閃射法測其導(dǎo)熱系數(shù)，繪制導(dǎo)熱系數(shù)隨三種碳材料總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化曲線，如圖2所示；同樣的分別改變對比例I中表面改性石墨烯、表面改性碳納米管、表面改性碳納米球、表面改性石墨烯/表面改性碳納米管(保持質(zhì)量之比不變)、表面改性石墨烯/表面改性碳納米球(保持質(zhì)量之比不變)復(fù)合至硅膠的改性材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)制得一系列表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠、表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠、表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠、表面改性石墨烯/表面改性碳納米管復(fù)合導(dǎo)熱硅膠、表面改性石墨烯/表面改性碳納米球復(fù)合導(dǎo)熱硅膠并按激光閃射法分別測得它們的導(dǎo)熱系數(shù)，繪制導(dǎo)熱系數(shù)隨質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化曲線，其結(jié)果如圖2所示。
[0109]從圖2中看出，將單一表面改性石墨烯從微量逐漸增多添加到硅膠中，所得表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)增加得并不多。表面改性石墨烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.35%以下時，該表面改性石墨烯復(fù)合導(dǎo)熱硅膠的導(dǎo)熱系數(shù)都維持在0.6ff/m.Κ左右，表面改性石墨