技术领域
本发明涉及粘胶剂领域，更具体地说一种高导热浆料，尤其涉及一种导电导热石墨烯 浆料及其制作方法。
背景技术
随着电子工业化的发展，电子元器件朝着密集型，高性能方面发展。越来越到的厂家 希望让电子产品做到更薄，更轻巧。这就形成了产品轻量化、薄型化、小型化的趋势。这 个趋势对电子产品散热的提出了更高的要求。
导电胶是一种固化后具有一定导电和导热性能的胶黏剂，它通常由基体树脂、导电填 料和助剂等组成。树脂基体主要起到粘结作用；填料用来形成导电通路。基体树脂主要为 热固性的环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等；导 电填料可以是金、银、铜、铝、锌、铁、镍的粉末和镀银金属粉等。
目前，导电胶的种类很多，为了增加导电性能，常规手段是增加导电胶中的金属粉含 量，如银粉含量达到95wt％以上，导电胶的导热性才能大幅度提高，这种方法无疑增加 制备工艺难度，提高成本；另外，在高温下粘性降低，然而作为粘合剂粘合电子设备的元 件，导电性差直接影响电子设备的运行，另外，电子设备在工作过程中，产生热量，如果 胶不能及时散热，也会影响元件之间的粘合。上述技术缺陷，成为导电胶发展的技术瓶颈， 因此，研究如何提高和维持导电胶高导电性和优异的力学强度同时，也能提高导热性能是 本领域研究的重点和热点。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种含有氧化石墨烯的高导热导电 胶及其制备方法，以解决导电胶在大功率器件中应用时导电性和导热性不能同时存在的技 术缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯5-18份、碳纳米 管2-12份、离子液体5-35份、氧化铟1-5份、四氧化三铁1-6份、氧化铟锡1-3份、氧 化锌3-6份、金属粉9-35份、环氧树脂12-40份、环氧稀释剂1-2份、固化剂2-5份、 偶联剂0.01-0.5份；所述固化剂为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、乙二胺中的一种；所述 偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙 氧)丙基三甲氧基硅烷中一种；
进一步地，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯8-12份、碳纳米管4-10份、离子 液体6-8份、氧化铟2-4份、四氧化三铁2-5份、氧化铟锡1.5-2.5份、氧化锌4-5份、金 属粉12-30份、环氧树脂18-20份、环氧稀释剂1.5-1.8份、固化剂3-4份、偶联剂0.1-0.3 份。
进一步地，所述碳纳米管为单层碳纳米管、多层碳纳米管的一种或者一种以上的混合 物，厚度范围为1-100nm。
进一步地，所述离子液体为1-羟乙基-3-甲基1-甲基咪唑三氟乙酸盐硫酸氢盐、1-乙 烯基-3-乙基1-甲基咪唑三氟乙酸盐硫酸氢盐、1-甲基咪唑三氟乙酸盐中的一种。
进一步地，所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为100nm-500nm。
进一步地，所述金属粉为包括银粉、金粉、镍粉、铜粉、铁粉或镀银粉末，镀银粉末 包括镀银铜粉、镀银镍粉或镀银铝粉中的任意一种或几种；
进一步地，所述环氧稀释剂为1，6-己二醇二缩水甘油醚或二乙二醇缩水甘油醚或1， 4-环己烷二醇缩水甘油醚或三羟甲基丙烷缩水甘油醚。
进一步地，所述环氧树脂为聚氨脂、丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚苯乙烯中的一种或几 种。
如权利要求1所述导电导热石墨烯浆料的制备方法，具体操作步骤如下：(1)：功能 化离子液体的制备：依据重量百分数将石墨烯、碳纳米管依次加入离子液体，维持体系温 度为55-65℃，超声分散，1h-4h；(2)金属粉加入步骤(1)体系中，维持体系温度为4-15℃， 超声分散1-2h；(3)纳米金属氧化物添加到步骤2中，维持体系温度10-20℃，超声分散 1-2h；(4)将环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合5-25min，后将步骤(3)所得体系添 加到所述环氧树脂和环氧稀释剂体系中，高压均质机作用20-50min；(5)固化剂加入到 步骤(4)的混合物中，并在55-75℃下通过真空搅拌除去溶剂，并搅拌60-120min，即为 高导热导电胶。
本发明的有益效果如下：
本发明制备的高导热的石墨烯导电胶能在大福度提高导电胶的导热性能的同时，不降 低导电性能，从而解决导电胶高导电性、优异的力学强度与导热性能同时存在的技术问题， 本发明制备的导电胶能够广泛应用在大功率器件中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限 制。
化工原料说明：含石墨烯、碳纳米管购自南京先丰纳米材料科技有限公司；离子液体 购自上海默尼化工科技有限公司；其他化学试剂均购自国药集团，食品级，所有化工原料 均未处理，直接使用。
仪器说明：超声波粉碎机JYD-250、高压均质机机购自宁波新芝生物科技股份有限公 司；IKAT18ULTRA-TURRAX高速分散机购自德国IKA公司。
实施例1
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯5份、碳纳米管2 份、离子液体5份、氧化铟1份、四氧化三铁1份、氧化铟锡1份、氧化锌3份、金属粉 9份、环氧树脂12份、环氧稀释剂1份、固化剂2份、偶联剂0.01份；所述固化剂为 顺丁烯二酸酐；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述碳纳米管为单层碳纳米管、厚度范围为1nm。
所述离子液体为1-羟乙基-3-甲基1-甲基咪唑三氟乙酸盐硫酸氢盐。
所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为100nm。
所述金属粉为镀银粉末；
所述环氧稀释剂为1，6-己二醇二缩水甘油醚。
进一步地，所述环氧树脂为聚氨脂。
如权利要求1所述导电导热石墨烯浆料的制备方法，具体操作步骤如下：(1)：功能 化离子液体的制备：依据重量百分数将石墨烯、碳纳米管依次加入离子液体，维持体系温 度为55℃，超声分散，1h；(2)金属粉加入步骤(1)体系中，维持体系温度为4℃，超 声分散1h；(3)纳米金属氧化物添加到步骤2中，维持体系温度10-20℃，超声分散1h； (4)将环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合5min，后将步骤(3)所得体系添加到所述 环氧树脂和环氧稀释剂体系中，高压均质机作用20min；(5)固化剂加入到步骤(4)的混 合物中，并在55℃下通过真空搅拌除去溶剂，并搅拌60min，即为高导热导电胶。
实施例2
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯5-18份、碳纳米 管12份、离子液体35份、氧化铟5份、四氧化三铁6份、氧化铟锡3份、氧化锌6份、 金属粉35份、环氧树脂40份、环氧稀释剂2份、固化剂5份、偶联剂0.5份；所述固化 剂为邻苯二甲酸酐；所述偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
所述碳纳米管为多层碳纳米管，厚度范围为100nm。
所述离子液体为1-乙烯基-3-乙基1-甲基咪唑三氟乙酸盐硫酸氢盐。
所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为500nm。
所述金属粉为包括银粉。
所述环氧稀释剂为1，4-环己烷二醇缩水甘油醚。
所述环氧树脂为聚氨脂4份、丙烯酸树脂5份、丁腈橡胶8份、聚苯乙烯23。
如权利要求1所述一种导电导热石墨烯浆料的制备方法，具体操作步骤如下：(1)： 功能化离子液体的制备：依据重量百分数将石墨烯、碳纳米管依次加入离子液体，维持体 系温度为65℃，超声分散，4h；(2)金属粉加入步骤(1)体系中，维持体系温度为15℃， 超声分散2h；(3)纳米金属氧化物添加到步骤2中，维持体系温度20℃，超声分散2h； (4)将环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合25min，后将步骤(3)所得体系添加到所 述环氧树脂和环氧稀释剂体系中，高压均质机作用50min；(5)固化剂加入到步骤(4)的 混合物中，并在75℃下通过真空搅拌除去溶剂，并搅拌120min，即为高导热导电胶。
实施例3
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯8份、碳纳米管4 份、离子液体6份、氧化铟2份、四氧化三铁2份、氧化铟锡1.5份、氧化锌4份、金属 粉12份、环氧树脂18份、环氧稀释剂1.5份、固化剂3份、偶联剂0.1份。
所述碳纳米管为单层碳纳米管1.5份、多层碳纳米管2.5份，厚度范围为55nm。
所述离子液体为1-甲基咪唑三氟乙酸盐。
所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为280nm。
所述金属粉为包括金粉。
所述环氧稀释剂为4-环己烷二醇缩水甘油醚。
所述环氧树脂为丁腈橡胶。
如权利要求1所述一种导电导热石墨烯浆料的制备方法，具体操作步骤如下：(1)： 功能化离子液体的制备：依据重量百分数将石墨烯、碳纳米管依次加入离子液体，维持体 系温度为60℃，超声分散，2h；(2)金属粉加入步骤(1)体系中，维持体系温度为10℃， 超声分散1.5h；(3)纳米金属氧化物添加到步骤2中，维持体系温度15℃，超声分散1.5h； (4)将环氧树脂和环氧稀释剂在室温下混合10min，后将步骤(3)所得体系添加到所述 环氧树脂和环氧稀释剂体系中，高压均质机作用28min；(5)固化剂加入到步骤(4)的混 合物中，并在60℃下通过真空搅拌除去溶剂，并搅拌80min，即为高导热导电胶。
实施例4
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯12份、碳纳米管 10份、离子液体8份、氧化铟4份、四氧化三铁5份、氧化铟锡2.5份、氧化锌5份、金 属粉30份、环氧树脂20份、环氧稀释剂1.8份、固化剂4份、偶联剂0.3份，所述固化 剂为乙二胺；所述偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。
所述碳纳米管为单层碳纳米管，厚度范围为60nm。
所述离子液体为1-乙烯基-3-乙基1-甲基咪唑三氟乙酸盐硫酸氢盐。
所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为450nm。
所述金属粉为铜粉。
所述环氧稀释剂为二乙二醇缩水甘油醚。
所述环氧树脂为腈橡胶。
如权利要求1所述一种导电导热石墨烯浆料的制备方法，同实施例2.
实施例5
一种导电导热石墨烯浆料，主要由以下重量份的组分组成：石墨烯10份、碳纳米管 6份、离子液体7份、氧化铟3份、四氧化三铁3份、氧化铟锡2.0份、氧化锌4.5份、 金属粉18份、环氧树脂19份、环氧稀释剂1.6份、固化剂3.5份、偶联剂0.2份，所述 固化剂为邻苯二甲酸酐；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
所述碳纳米管为多层碳纳米管，厚度范围为80nm。
所述离子液体为1-甲基咪唑三氟乙酸盐。
所述氧化铟、四氧化三铁、氧化铟锡、氧化锌的粒径为300nm。
所述金属粉为镀银铝粉。
所述环氧稀释剂为1，6-己二醇二缩水甘油醚。
所述环氧树脂为聚苯乙烯。
如权利要求1所述一种导电导热石墨烯浆料的制备方法，具体操作步骤如下同实施例 3。
表1各实施例制备导电腔导性能测试
从表1中可以看出，本发明导电胶在导电性能和力学性能不变的前提下，能够大幅度 提高导电胶的导热性能，且降低了成本，保持了获得了良好的导电导热性能，可以满足在 大功率半导体封装和发光二级管领域的应用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡 是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修 改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。