本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有高散熱性能的防水材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料，具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。新材料技術(shù)則是按照人的意志，通過物理研究、材料設(shè)計(jì)、材料加工、試驗(yàn)評價(jià)等一系列研究過程，創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù)。

隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們在傳統(tǒng)材料的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)代科技的研究成果，開發(fā)出新材料。新材料按組分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料四大類。按材料性能分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料主要是利用材料的力學(xué)和理化性能，以滿足高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、耐高溫、耐磨、耐蝕、抗輻照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的電、磁、聲、光熱等效應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)某種功能。

目前，急需一種散熱效果好，又具有防水功能的材料，但是，市面的散熱材料是可以提高物體表面的散熱效率、降低體系溫度，但是在防水功能滿足不了生產(chǎn)的需要，同時(shí)，有些材料雖然防水效果好，但是散熱效果極差，因此急需一種新材料，能同時(shí)滿足散熱和防水兩方面的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述對現(xiàn)有技術(shù)的分析,本發(fā)明提供一種具有高散熱性能的防水材料及其制備方法，該材料能夠兼具散熱和防水性能為一體。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種具有高散熱性能的防水材料，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：石墨烯20-40份、高密度聚乙烯10-30份、碳纖維10-20份、聚乙二醇8-15份、氧化鋁粉末2-8份、硅酸鈣2-8份、液體有機(jī)硅化合物3-10份、木質(zhì)素4-10份、淀粉3-8份、硅藻土1-5份、散熱填料3-8份、添加劑4-10份和去離子水40-60份；

所述添加劑由以上重量份數(shù)的原料組成：阻燃劑0.5-2.5份、增塑劑0.2-0.8份、偶聯(lián)劑0.1-0.6份和抗氧劑0.5-1.5份。

優(yōu)選的，所述石墨烯30份、高密度聚乙烯20份、碳纖維15份、聚乙二醇12份、氧化鋁粉末5份、硅酸鈣5份、液體有機(jī)硅化合物7份、木質(zhì)素7份、淀粉5份、硅藻土3份、散熱填料5份、添加劑7份和去離子水50份。

優(yōu)選的，所述石墨烯為5-10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子。

優(yōu)選的，所述液體有機(jī)硅化合物為硅油。

優(yōu)選的，所述散熱填料包括質(zhì)量比為50-60:5-10:5-10:1-5的納米氮化鋁、納米級氧化鎂、微米級氮化硼和碳基材料。

優(yōu)選的，所述阻燃劑為硼酸鋁和氫氧化鎂按照2-4：1的比例混合而成，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟和環(huán)烷油中的一種或多種，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述抗氧劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和叔丁基對苯二酚中的一種或多種。

一種具有高散熱性能的防水材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份計(jì)，將導(dǎo)熱填料、石墨烯加入到高密度聚乙烯中攪拌均勻獲得混合物a；

（2）向所述混合物a中按重量份添加阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑和抗氧劑共混，加熱至40-60℃，以300-400r/min轉(zhuǎn)速攪拌30-50min，獲得混合物b；

（3）向所述混合物b中加入碳纖維、聚乙二醇、氧化鋁粉末、硅酸鈣、液體有機(jī)硅化合物、木質(zhì)素、淀粉、硅藻土和去離子水，加熱至70-80℃，以250-350r/min轉(zhuǎn)速攪拌20-30min，獲得混合物c；

（4）將混合物c放置于超聲波分散機(jī)中進(jìn)行分散，超聲分散結(jié)束后，取出混合物c，室溫靜置30-40min，得到所述的高散熱性能的防水材料。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中攪拌均勻條件：以400-500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20-30min。

優(yōu)選的，所述步驟（4）中分散的條件：分散溫度為15-25℃，分散時(shí)間為8-12min。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：本發(fā)明提供一種具有高散熱性能的防水材料及其制備方法，該材料能夠兼具散熱和防水性能為一體,使得制得的產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域得到有效的擴(kuò)大，具體情況如下：

（1）本發(fā)明的高散熱性能的防水材料的組分中特別選擇導(dǎo)熱填料、石墨烯等散熱材料，可以有效提高本發(fā)明的散熱效果，同時(shí)通過添加阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑和抗氧劑，可以改善材料的加工性能，使得制備的高散熱性能的防水材料具有優(yōu)異的防水功能以及阻燃性；

（2）本發(fā)明的高散熱性能的防水材料的組分中特別選擇了木質(zhì)素、淀粉等生物質(zhì)原料，可以提高材料整體的粘結(jié)性和分散性；

（3）本發(fā)明采用的石墨烯本身具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，可達(dá)到有效散熱的目的，同時(shí)，具有很強(qiáng)的防水性能。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例形式，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容所屬實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

一種具有高散熱性能的防水材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：石墨烯30份、高密度聚乙烯20份、碳纖維15份、聚乙二醇12份、氧化鋁粉末5份、硅酸鈣5份、液體有機(jī)硅化合物7份、木質(zhì)素7份、淀粉5份、硅藻土3份、散熱填料5份、添加劑7份和去離子水50份；

所述添加劑由以上重量份數(shù)的原料組成：阻燃劑1.5份、增塑劑0.5份、偶聯(lián)劑0.35份和抗氧劑1份。

其中，所述石墨烯為7層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子。

其中，所述液體有機(jī)硅化合物為硅油。

其中，所述散熱填料包括質(zhì)量比為55:7.5:7.5:3的納米氮化鋁、納米級氧化鎂、微米級氮化硼和碳基材料。

其中，所述阻燃劑為硼酸鋁和氫氧化鎂按照3：1的比例混合而成，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟和環(huán)烷油中的一種或多種，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述抗氧劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和叔丁基對苯二酚中的一種或多種。

一種具有高散熱性能的防水材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份計(jì)，將散熱填料、石墨烯加入到高密度聚乙烯中攪拌均勻獲得混合物a；

（2）向所述混合物a中按重量份添加阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑和抗氧劑共混，加熱至50℃，以350r/min轉(zhuǎn)速攪拌40min，獲得混合物b；

（3）向所述混合物b中加入碳纖維、聚乙二醇、氧化鋁粉末、硅酸鈣、液體有機(jī)硅化合物、木質(zhì)素、淀粉、硅藻土和去離子水，加熱至75℃，以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌25min，獲得混合物c；

（4）將混合物c放置于超聲波分散機(jī)中進(jìn)行分散，超聲分散結(jié)束后，取出混合物c，室溫靜置35min，得到所述的高散熱性能的防水材料。

其中，所述步驟（1）中攪拌均勻條件：以450r/min的轉(zhuǎn)速攪拌25min。

其中，所述步驟（4）中分散的條件：分散溫度為20℃，分散時(shí)間為10min。

實(shí)施例2

一種具有高散熱性能的防水材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：石墨烯20份、高密度聚乙烯10份、碳纖維10份、聚乙二醇8份、氧化鋁粉末2份、硅酸鈣2份、液體有機(jī)硅化合物3份、木質(zhì)素4份、淀粉3份、硅藻土1份、散熱填料3份、添加劑4-10份和去離子水40份；

所述添加劑由以上重量份數(shù)的原料組成：阻燃劑0.5份、增塑劑0.2份、偶聯(lián)劑0.1-0.6份和抗氧劑0.5份。

其中，所述石墨烯為5層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子。

其中，所述液體有機(jī)硅化合物為硅油。

其中，所述散熱填料包括質(zhì)量比為50:5:5:1的納米氮化鋁、納米級氧化鎂、微米級氮化硼和碳基材料。

其中，所述阻燃劑為硼酸鋁和氫氧化鎂按照2：1的比例混合而成，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟和環(huán)烷油中的一種或多種，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述抗氧劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和叔丁基對苯二酚中的一種或多種。

一種具有高散熱性能的防水材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份計(jì)，將散熱填料、石墨烯加入到高密度聚乙烯中攪拌均勻獲得混合物a；

（2）向所述混合物a中按重量份添加阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑和抗氧劑共混，加熱至40℃，以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min，獲得混合物b；

（3）向所述混合物b中加入碳纖維、聚乙二醇、氧化鋁粉末、硅酸鈣、液體有機(jī)硅化合物、木質(zhì)素、淀粉、硅藻土和去離子水，加熱至70℃，以250r/min轉(zhuǎn)速攪拌20min，獲得混合物c；

（4）將混合物c放置于超聲波分散機(jī)中進(jìn)行分散，超聲分散結(jié)束后，取出混合物c，室溫靜置30min，得到所述的高散熱性能的防水材料。

其中，所述步驟（1）中攪拌均勻條件：以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20min。

其中，所述步驟（4）中分散的條件：分散溫度為15℃，分散時(shí)間為8min。

實(shí)施例3

一種具有高散熱性能的防水材料，由以下重量份數(shù)的原料制備而成：石墨烯40份、高密度聚乙烯30份、碳纖維20份、聚乙二醇15份、氧化鋁粉末8份、硅酸鈣8份、液體有機(jī)硅化合物10份、木質(zhì)素10份、淀粉8份、硅藻土5份、散熱填料8份、添加劑10份和去離子水60份；

所述添加劑由以上重量份數(shù)的原料組成：阻燃劑2.5份、增塑劑0.8份、偶聯(lián)劑0.6份和抗氧劑1.5份。

其中，所述石墨烯為10層以苯環(huán)結(jié)構(gòu)周期性緊密堆積的碳原子。

其中，所述液體有機(jī)硅化合物為硅油。

其中，所述散熱填料包括質(zhì)量比為60:10:10:5的納米氮化鋁、納米級氧化鎂、微米級氮化硼和碳基材料。

其中，所述阻燃劑為硼酸鋁和氫氧化鎂按照4：1的比例混合而成，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二辛酯、氯化石蠟和環(huán)烷油中的一種或多種，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述抗氧劑為丁基羥基茴香醚、二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和叔丁基對苯二酚中的一種或多種。

一種具有高散熱性能的防水材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份計(jì)，將散熱填料、石墨烯加入到高密度聚乙烯中攪拌均勻獲得混合物a；

（2）向所述混合物a中按重量份添加阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑和抗氧劑共混，加熱至60℃，以400r/min轉(zhuǎn)速攪拌50min，獲得混合物b；

（3）向所述混合物b中加入碳纖維、聚乙二醇、氧化鋁粉末、硅酸鈣、液體有機(jī)硅化合物、木質(zhì)素、淀粉、硅藻土和去離子水，加熱至80℃，以350r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min，獲得混合物c；

（4）將混合物c放置于超聲波分散機(jī)中進(jìn)行分散，超聲分散結(jié)束后，取出混合物c，室溫靜置40min，得到所述的高散熱性能的防水材料。

其中，所述步驟（1）中攪拌均勻條件：以500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌30min。

其中，所述步驟（4）中分散的條件：分散溫度為25℃，分散時(shí)間為12min。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。