一种散热涂料用填料、其制备方法和应用

本发明实施例涉及新材料，尤其涉及一种散热涂料用填料、一种其散热涂料用填料的制备方法和一种散热涂料用填料的应用。

背景技术：

1、随着电子设备发展的便携化、小型化趋势，其散热问题已成为各方关注的焦点。铝及其合金因优秀的热导率常被用于电子设备散热器的制造，来改善电子设备的散热性能，然而铝的低辐射率限制了其通过热辐射散热的能力。以石墨烯材料为填料的散热涂层能够有效改善铝表面辐射率，提高散热器的散热能力。但石墨烯材料表面缺少极性基团、分子间存在相互作用力，具有强疏水性以及与散热涂料基体相容性差，导致石墨烯在涂料中的分散性差，进而影响散热涂料的导热、散热性能，导致此种散热涂层辅助铝板表面散热的速度受限。因此提升石墨烯填料的亲水性、增大其在散热涂料中的分散性成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种散热涂料用填料、其制备方法和应用，通过对现有还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rgo)进行改性，合成一种改性还原氧化石墨烯(modified reduce graphene oxide,mrg)，该种散热涂料用填料在不改变石墨烯结构的情况下于散热涂料中的分散性较常规石墨烯填料有明显上升。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种散热涂料用填料，其是一种改性还原氧化石墨烯(mrgo)。

3、按照本发明的第二方面，提供上述散热涂料用填料的一种制备方法，其是多组份非共价改性方法，所述多组份非共价改性方法的原料包含rgo、改性试剂包含第一改性试剂和第二改性试剂；所述第一改性试剂为一种芘衍生物。

4、上述散热涂料用填料的制备方法包括如下步骤：

5、s1：将所述rgo与所述芘衍生物进行混合得到混合粉体，然后将所述混合粉体与溶剂搅拌混合，得到混合溶液a；

6、s2：在所述混合溶液a中加入所述第二改性试剂和所述溶剂，搅拌混合得到混合溶液b；

7、s3：将所述混合溶液b过滤，干燥，得到所述一种改性还原氧化石墨烯。

8、优选地，上述散热涂料用填料的制备方法的所述第二改性试剂为pope。

9、在上述散热涂料用填料的制备方法中，所述芘衍生物为pba。

10、在上述散热涂料用填料的制备方法中，在所述步骤s1中，所述rgo与所述芘衍生物按照质量比例为1:(0.6～1.2)进行混合；在所述步骤s2中加入的所述第二改性试剂与所述步骤s1中所述rgo的质量比例为1:(3.2～5)。

11、在上述散热涂料用填料的制备方法中，在所述步骤s1中，所述芘衍生物与所述溶剂的用量按质量比计算，芘衍生物:溶剂为1:(50～70)；在所述步骤s2中，所述第二改性试剂与所述溶剂的用量按质量比计算，第二改性试剂:溶剂为1:(1800～2300)；在所述步骤s2中，在所述混合溶液a中以(0.01～0.05)g/s的速度加入所述第二改性试剂、以(0.1～4)g/s的速度加入所述溶剂。

12、在上述散热涂料用填料的制备方法中，所述搅拌混合是在温度为10～30℃、转速为700～1100rpm下搅拌混合。

13、按照本发明的另一个方面，确认了上述散热涂料用填料在散热涂料中的应用。

14、本发明的一个实施例提供了一种上述散热涂料用填料在散热涂料中的应用，所述散热涂料包含水性基体和所述散热涂料用填料；在所述散热涂料中，按质量百分比计，所述水性基体的含量为90～99.5％，所述散热涂料用填料的含量为0.5～2％。

15、本发明中，在相互不冲突的情况下，上述技术特征可自由组合形成新的技术方案。本发明提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下有益技术效果：

16、本发明通过在对还原氧化石墨烯(rgo)的分散性改性过程中，在改性试剂的选择上，使用多种改性试剂，其中包括相容性改性试剂、离域系统较大的芘衍生物，避免了单一改性试剂改性下的改性还原氧化石墨烯(mrgo)在水溶液中随时间沉降、在散热涂料中无法均匀分布的问题；使用芘衍生物和pope组合对rgo进行改性，在保留石墨烯材料结构完整性的前提下显著提高了石墨烯材料在水溶液中的分散性。

技术特征：

1.一种散热涂料用填料，其特征在于，其是一种mrgo。

2.根据权利要求1所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，其是多组份非共价改性方法，所述多组分非共价改性方法的原料包含rgo、改性试剂包含第一改性试剂和第二改性试剂；所述第一改性试剂为一种芘衍生物。

3.根据权利要求2所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，所述第二改性试剂为pope。

5.根据权利要求3或4所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，所述芘衍生物为pba。

6.根据权利要求5所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述rgo与所述芘衍生物按照质量比例为1:(0.6～1.2)进行混合；在所述步骤s2中加入的所述第二改性试剂与所述步骤s1中所述rgo的质量比例为1:(3.2～5)。

7.根据权利要求6所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述芘衍生物与所述溶剂的用量按质量比计算，芘衍生物:溶剂为1:(50～70)；

8.根据权利要求7所述的散热涂料用填料的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合是在温度为10～30℃、转速为700～1100rpm下搅拌混合。

9.一种如权利要求1所述的散热涂料用填料或由权利要求2～8任一项所述的制备方法制得的散热涂料用填料在散热涂料中的应用。

10.如权利要求9所述的散热涂料用填料的应用，其特征在于，所述散热涂料包含水性基体和所述散热涂料用填料；在所述散热涂料中，按质量百分比计，所述水性基体的含量为90％～99.5％，所述散热涂料用填料的含量为0.5％～2％。

技术总结本发明属于新材料技术领域，公开了一种散热涂料用填料、其制备方法和应用，该散热涂料用填料是改性还原氧化石墨烯(mRGO)，其通过多组份非共价改性方法制备得到；本申请公开的一种散热涂料用填料的制备方法在保留还原氧化石墨烯(RGO)结构完整性的同时，显著提升了其在水溶液中的分散性，相较于常规的石墨烯填料；本申请公开的一种散热涂料用填料的应用显著提高了散热涂料的辐射散热性能。技术研发人员：李静,张毅博受保护的技术使用者：华南理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18