一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法技术

本发明专利技术提供了一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，包括以下步骤：(1)将人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体；(2)将所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；(3)将所述表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混合均匀后，取向挤出成型并冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。本申请的由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，不仅解决了现有废弃人工合成石墨膜材料回收处理成本高、易产生二次污染等难题，同时又开发了以废弃人工合成石墨膜为原料制备导热硅橡胶垫片，充分提高废料的利用价值，且本发明专利技术导热硅橡胶垫片的制造方法简单、易于工业化生产。

A method of preparing thermal conductive silicone rubber gasket from waste synthetic graphite film

【技术实现步骤摘要】
一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法
本专利技术涉及导热硅橡胶垫片的制备
，尤其是涉及一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法。
技术介绍
人工合成石墨膜是一类以聚酰亚胺薄膜为原材料，经过碳化、高温石墨化、压延、模切等工艺后形成的高结晶、高导热性(导热系数＞1500W/(m·K))的石墨膜。人工合成石墨膜为各类终端电子产品，如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等提供了极佳的导热散热作用。然而在压延、模切等加工工艺的过程中会产生大量的石墨膜边角料。这些具有高导热性的废料不易燃烧、处理难大、回收成本高。因此，开发环境友好、高质量回收再利用废弃人工合成石墨膜的技术仍然是行业发展急需解决的问题。目前，关于回收再利用废弃人工合成石墨膜，并将其用于高性能、高附加值产品中的技术在国内外鲜有报道。另外一方面，随着各类大功率设备，如5G基站、LED显示器、车用LED灯等，逐渐发展成集成化、小型化、高速化，内部电子元器件产生的热量也越来越大。通常发热元器件的散热需要导热硅橡胶垫片填充界面缝隙与散热器连接实现的。传统的导热硅橡胶垫片是通过向硅胶基体中添加陶瓷导热填料来得到的，但是这类垫片导热系数(＜9W/(m·K))已经很难满足大功率器件的导热散热。因此，开发新型高导热、低成本的导热硅橡胶垫片是导热界面材料行业急需解决的难题。故而，有必要提供一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法以解决上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，不仅解决了现有废弃人工合成石墨膜材料回收处理成本高、易产生二次污染等难题，同时又开发了以废弃人工合成石墨膜为原料制备导热硅橡胶垫片，充分提高废料的利用价值，且本专利技术导热硅橡胶垫片的制造方法简单、易于工业化生产。为实现上述目的，本专利技术提供了一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，包括以下步骤：(1)将人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体；(2)将所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；(3)将所述表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混合均匀后，取向挤出成型并冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。进一步的，步骤(2)中，将人工合成石墨粉体在含氧气的条件下进行300～900℃热处理，使人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团。其中，含氧气的条件可以是通入空气、氧气、臭氧至少一种。进一步的，步骤(2)中，将人工合成石墨粉体浸渍在发烟硫酸、硝酸和双氧水的至少一种液体中，使人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，并采用去离子水将其洗涤至中性后烘干待用。进一步的，步骤(1)中，破碎采用风选式粉碎机进行，转速为1000～2500rpm，刀片间距为1～3mm，循环次数为3～10次。进一步的，步骤(1)中，过筛采用振动筛进行，振动筛连接在风选式粉碎机的物料出口。优选地，所述振动筛的目数为60～2000目。进一步的，步骤(1)中，人工合成石墨粉体的粒径为2～250μm。其中，人工合成石墨粉体的形状可以为但不限于圆形、方形、规则多边形、不规则多边形的一种或多种。进一步的，步骤(3)中，取向挤出成型采用漏斗形螺杆挤出装置进行，施加压力使物料从大口径处流向小口径处。进一步的，步骤(3)中，将取向挤出成型后的导热硅橡胶于一定温度下固化一定时间，使其内部产生交联反应。进一步的，将固化后的导热硅橡胶于低温下硬化，采用超声刀沿垂直于挤出方向上进行冷冻切割，以实现冷冻切片。低温范围可以是-10～-150℃，采用液氮技术实现。进一步的，该导热硅橡胶垫片的制备原料，按照重量份数计，包括：进一步的，所述反应性硅油选自乙烯基硅油。进一步的，所述硫化剂选自含氢硅油硫化剂。进一步的，填料可选为但不限于氧化铝粉、碳纤维的一种。进一步的，抑制剂可选为但不限于炔醇。进一步的，催化剂可选为但不限于铂金催化剂。进一步的，偶联剂可选为但不限于硅烷偶联剂。与现有技术相比，本专利技术的由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法中，将废弃的人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体，并对该人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，增加活性位点，然后将表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混炼后，用取向挤出装置将物料挤出至模具中，加热固化后，沿垂直于挤出方向上进行冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。该导热硅橡胶垫片的导热系数为9～40W/(m·K)。因此，该由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，不仅解决了现有废弃人工合成石墨膜材料回收处理成本高、易产生二次污染等难题，同时又开发了以废弃人工合成石墨膜为原料制备导热硅橡胶垫片，充分提高废料的利用价值，且本专利技术导热硅橡胶垫片的制造方法简单、易于工业化生产。附图说明图1为本申请的导热硅橡胶垫片的制备工艺流程图。图2为本申请的人工合成石墨粉体的超景深显微镜图。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案，但不构成对本专利技术的任何限制。请参考图1，本申请的导热硅橡胶垫片的制备工艺流程图，包括：S1：废弃人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体；S2：将人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；S3：将表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混合均匀后，进行混炼、取向挤出成型、冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。实施例1(1)将1kg人工合成石墨膜投入风选式粉碎机进行破碎，风选式粉碎机的物料出口连接振动筛，设定转速为1000rpm，刀片间距为1mm，循环次数为3次，出料后在振动筛(筛网目数为60目)进行筛选，得到人工合成石墨粉体，粒径大小为250μm，形状为方形和不规则多边形，超景深显微镜图见图2；(2)将人工合成石墨粉体置于马弗炉中，通入氧气，加热至300℃进行热处理，使粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；(3)将850份的表面活化石墨粉体与100份的乙烯基硅油、30份的碳纤维、0.02份的抑制剂、0.1份的铂金催化剂、0.1份的硅烷偶联剂和0.1份的含氢硅油硫化剂进行机械搅拌20分钟，真空脱泡20分钟后，得到均匀混合浆料；将混合浆料置于漏斗形螺杆挤出装置中，施加压力使物料从大口径处流向小口径处，直至挤出至模具中，物料会沿着挤出方向取向排列，将其在120℃下固化20分钟；将固化后的导热硅橡胶于低温下(液氮)硬化，采用超声刀沿垂直于挤出方向上进行冷冻切割，以实现冷冻切片，得到厚度为1mm的导热硅橡胶垫片。利用热稳态法测得该导热硅橡胶垫片的导热系数为40W/(m·K)，具有高导热性，可满足实际应用要求。实施例2(1)将1kg人工合成石墨膜投入风选式粉碎机进行破碎，风选式粉碎机的物料出口连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体；/n(2)将所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；/n(3)将所述表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混合均匀后，取向挤出成型并冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。/n

【技术特征摘要】
1.一种由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将人工合成石墨膜进行破碎、过筛，得到人工合成石墨粉体；
(2)将所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，制得表面活化石墨粉体；
(3)将所述表面活化石墨粉体与反应性硅油、填料、抑制剂、催化剂、偶联剂和硫化剂混合均匀后，取向挤出成型并冷冻切片，制得导热硅橡胶垫片。


2.根据权利要求1所述的由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述人工合成石墨粉体在含氧气的条件下进行300～900℃热处理，使所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团。


3.根据权利要求1所述的由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述人工合成石墨粉体浸渍在发烟硫酸、硝酸和双氧水的至少一种液体中，使所述人工合成石墨粉体表面接枝含氧基团，并采用去离子水将其洗涤至中性后烘干待用。


4.根据权利要求1所述的由废弃人工合成石墨膜制备导热硅橡胶垫片的方法，其特征在于，步骤(1)中，破碎采用风选式粉碎机进行，转速为1000～2500rpm，刀片间距为1～3mm，循环次...

【专利技术属性】
技术研发人员：任泽明，廖骁飞，王号，
申请(专利权)人：广东思泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44