一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112812534 A(43)申请公布日 2021.05.18

(21)申请号 202011618696.6(22)申请日 2020.12.31

(71)申请人 广东墨睿科技有限公司

地址 523600 广东省东莞市道滘镇万道路2

号华科城创新岛产业孵化园内第12栋02-04号房屋(72)发明人 蔡金明　赵蓝蔚　萧文秋　王志诚　(74)专利代理机构 东莞科强知识产权代理事务

所(普通合伙) 44450

代理人 李林学(51)Int.Cl.

C08L 69/00(2006.01)C08K 3/04(2006.01)C09K 5/14(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法(57)摘要

本发明涉及石墨烯运用技术领域，一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法，包括利用滤饼和膨胀石墨制取go溶液，利用均质机均质，用喷雾干燥机烘干，用双螺杆挤出机造粒等步骤；本发明利用石墨烯的高比表面积，以及高导热的性能，在PC材料体系内构筑导热通路，提升复合材料导热性能；利用氧化石墨烯包覆膨胀石墨，增强膨胀石墨在高分子体系中的结合力与兼容性；采用喷雾干燥可以将高比面积膨胀石墨进行充分的剥离分散，避免填料团聚的现象；采用双螺杆挤出机进行造粒，工艺成熟，可以有效控制生产成本。CN 112812534 ACN 112812534 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.取5000g水，百分之50%固含量的氧化石墨烯滤饼100g，膨胀石墨150g，氨水；

搅拌机搅拌2小时，至溶液均匀无结块，制得go溶液；b.将100g滤饼掰碎放入水中，

c.用氨水缓慢滴加中和go溶液，使PH值达到5.5~6.5；d.缓慢放入膨胀石墨粉体，加快搅拌速率，搅拌1小时，制得混合浆料；e.将步骤d制得的混合浆料过均质机，均质机压力1000 bar，循环均质6次；f.观察上述混合浆料的溶解状况，如无分层沉降现象，则采取喷雾干燥进行烘干；g.喷雾干燥机进风温度为180℃，喷雾浆料固含量控制在5%；以上共投入250g粉体，减去喷雾干燥设备挂壁折损，出料粉体180g；

h.将粉体与pc母粒混合，用双螺杆挤出机进行造粒。

2

CN 112812534 A

说　明　书

一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法

1/3页

技术领域

[0001]本发明涉及石墨烯运用技术领域，特别涉及一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法。

背景技术

[0002]PC材料作为一种广泛使用的工程塑料，在电子产品领域需求用量非常大。现阶段随着便携式电子设备对散热需求的日益增长，一种能够导热的PC材料成为一种新的市场需求。本专利主要针对PC材料导热性差的问题，提出一种解决方案；以导热性能优异的石墨烯

制备一种导热系数高于原本PC几倍的导热PC复合材料。材料对PC进行参杂复合，

发明内容

[0003]本发明的目的在于提供一种石墨烯导热PC复合材料的制备方法，常规导热填料性质稳定，与高分子材料基材结合力不足，造成力学性能崩塌；本发明利用氧化石墨烯片层易于团聚的特点包覆高导热石墨烯分体，同时含氧官能团对PC基材亲和度高，在提升PC导热同时维持力学性能。

[0004]本发明的技术方案是这样的：

一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：a.取5000g水，百分之50%固含量的氧化石墨烯滤饼100g，膨胀石墨150g，氨水；b.将100g滤饼掰碎放入水中，搅拌机搅拌2小时，至溶液均匀无结块，制得go溶液；c.用氨水缓慢滴加中和go溶液，使PH值达到5.5~6.5；d.缓慢放入膨胀石墨粉体，加快搅拌速率，搅拌1小时，制得混合浆料；e.将步骤d制得的混合浆料过均质机，均质机压力1000 bar，循环均质6次；f.观察上述混合浆料的溶解状况，如无分层沉降现象，则采取喷雾干燥进行烘干；g.喷雾干燥机进风温度为180℃，喷雾浆料固含量控制在5%；以上共投入250g粉

体，减去喷雾干燥设备挂壁折损，出料粉体180g；

h.将粉体与pc母粒混合，用双螺杆挤出机进行造粒。

[0005]本发明的有益效果是：

1、利用石墨烯的高比表面积，以及高导热的性能，在PC材料体系内构筑导热通路，

提升复合材料导热性能。[0006]2、采用喷雾干燥可以将高比面积填料进行充分的剥离分散，避免填料团聚的现象。

[0007]3、采用双螺杆挤出机进行造粒，工艺成熟，可以有效控制生产成本。[0008]4、氧化石墨烯作为二维平面材料具备高比表面积，在干燥过程中具有天然的收缩团聚性质，如附图1所示；本专利核心技术在于利用氧化石墨烯的团聚性质，在液相中充分舒展片层，与导热填料膨胀石墨进行均匀混合，再利用喷雾干燥过程中片层自然收缩完成对导热填料内核的包覆；对外部高分子材料，氧化石墨烯具备大量活性含氧官能团，能与高

3

CN 112812534 A

说　明　书

2/3页

分子材料进行更好的结合，增强填料整体在高分子体系中的结合力与兼容性。附图说明

[0009]图1为电镜下氧化石墨烯包覆膨胀石墨的状态图。

具体实施方式

[0010]以下结合图1详细说明本发明的具体实施方式。[0011]一种导热石墨烯PC复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a.取5000g水，百分之50%固含量的氧化石墨烯滤饼100g，膨胀石墨150g，氨水。

[0012]b.将100g滤饼掰碎放入水中，搅拌机搅拌2小时，至溶液均匀无结块，制得go溶液。[0013]c.用氨水缓慢滴加中和go溶液，使PH值达到5.5~6.5。[0014]d.缓慢放入膨胀石墨粉体，加快搅拌速率，搅拌1小时，制得混合浆料。[0015]e.将步骤d制得的混合浆料过均质机，均质机压力1000 bar，循环均质6次。[0016]氧化石墨烯作为二维平面材料具备高比表面积，在干燥过程中具有天然的收缩团聚性质，如附图1所示；本专利核心技术在于利用氧化石墨烯的团聚性质，在液相中充分舒展片层，与导热填料膨胀石墨进行均匀混合，再利用喷雾干燥过程中片层自然收缩完成对导热填料内核的包覆；对外部高分子材料，氧化石墨烯具备大量活性含氧官能团，能与高分子材料进行更好的结合，增强膨胀石墨整体在高分子体系中的结合力与兼容性。[0017]f.观察上述混合浆料的溶解状况，如无分层沉降现象，则采取喷雾干燥进行烘干。[0018]采用喷雾干燥可以将高比面积填料进行充分的剥离分散，避免填料团聚的现象。[0019]g.喷雾干燥机进风温度为180℃，喷雾浆料固含量控制在5%；以上共投入250g粉体，减去喷雾干燥设备挂壁折损，出料粉体180g。[0020]h.将粉体与pc母粒混合，用双螺杆挤出机进行造粒。[0021]采用双螺杆挤出机进行造粒，工艺成熟，可以有效控制生产成本。[0022]将造粒进行物理性能测试，再与未包覆填料的造粒物理性能进行对比，见下面的列表：

从上面的列表中可以看到，有GO包覆填料的造粒比未包覆填料的造粒导热系数提

高，弯折强度和拉伸强度增强，断裂伸长率加大。

4

CN 112812534 A[0023]

说　明　书

3/3页

以上仅为本发明的优选实施例，依据上述实施例所做的等同置换或推演，均应属

于本发明的涵盖范围。

5

CN 112812534 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

6