[0001] 本实用新型涉及复合导热材料，具体涉及一种石墨烯包覆复合导热填料。

[0002] 导热塑料是以PP、ABS、PC、PA、PPA、PBT、LCP、PPS、PEI、PEEK等通用塑料或工程塑料为基材，将高导热复合材料添加在塑料基材中共混复合、通过热传导改性而成的新型高性能塑料。相对于金属导热材料，导热塑料具有容易加工、质量轻、热辐射率高等优点，现已广泛使用。

[0003] 金属具有较强的导热性，十分适合加入塑料中，提升其导热性，但Cu、Al等金属容易氧化，Ag、Au等价格昂贵，造成金属在导热塑料中应用面较窄；而且金属无任何极性基团，导致金属在塑料中的分散效果较差，进一步降低金属复合导热速率的热导率。

[0004] 因此，现有技术还有待于改进和发展。实用新型内容

[0005] 鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种石墨烯包覆复合导热填料，旨在解决现有金属复合导热塑料中金属易氧化、分散效果差导致导热效果不佳的问题。

[0006] 本实用新型的技术方案如下：

[0007] 一种石墨烯包覆复合导热填料，其中，包括由内而外依次包覆的铜粉层、偶联剂层、石墨烯层及有机包覆层，所述铜粉层由铜粉制成，所述偶联剂层由偶联剂制成，所述石墨烯层由石墨烯材料制成，所述有机包覆层由树脂材料制成。

[0008] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述铜粉层由片状铜粉制成。

[0009] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述片状铜粉，纯度≥99%，厚度为100-1000nm，平均粒径1-50μm。

[0010] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述偶联剂层由硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种或多种制成。

[0011] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述石墨烯层由石墨烯、氧化石墨烯、改性石墨烯、改性氧化石墨烯中一种或多种制成。

[0012] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述有机包覆层由聚乙烯醇、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚酯中的一种或多种制成。

[0013] 所述的石墨烯包覆复合导热填料，其中，所述偶联剂层厚度为1-20nm，石墨烯层厚度为10nm-500nm，有机包覆厚度为10nm-1000nm。

[0014] 有益效果：本实用新型提供的石墨烯包覆复合导热填料，包括由内而外依次包覆的铜粉层、偶联剂层、石墨烯层及有机包覆层，由热导率极佳的铜粉和同样具有极高热导率的石墨烯作为导热主体，同时石墨烯包覆金属可以现在可显著降低铜被氧化的几率，偶联剂层和有机包覆层可增加复合导热填料在复合导热材料中的分散性，能够极大的提高复合导热材料的热导率；另外石墨烯具有较强的红外辐射能力，可有效提高材料的辐射散热性能，解决了现有金属复合导热材料中金属易氧化、分散效果差导致导热效果不佳的问题。

[0016] 为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0017] 如图1所示，本实用新型所述的石墨烯包覆复合导热填料，适用于添加在复合导热塑料中，包括由内而外依次包覆的铜粉层1、偶联剂层2、石墨烯层3及有机包覆层4，所述铜粉层由铜粉制成，所述偶联剂层由偶联剂制成，所述石墨烯层由石墨烯材料制成，所述有机包覆层由树脂材料制成，铜粉和石墨烯具有极高热导率，将铜粉及石墨烯作为导热主体，可以极大的提高导热材料的导热性能，而且石墨烯包覆金属可显著降低铜被氧化的几率，使得金属铜的导热性能不受氧化影响，从而保证复合导热填料的整体导热性能。

[0018] 优选地，所述铜粉为片状铜粉，片状铜粉容易形成导热网络，增加塑料热导率。

[0019] 更优选地，所述片状铜粉，纯度≥99%，高纯度的片状铜粉能够取得更佳的导热效果，同时设置所述片状铜粉的厚度为100-1000nm，平均粒径1-50μm，不但能够取得很好地导热性能，还能够节约成本。

[0020] 偶联剂层可以有效连接铜粉层和石墨烯层，保证铜粉层和石墨烯层具有良好的接触，提高热导率。优选地，所述偶联剂层由硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂中一种或多种制成，使得本实用新型中的复合导热填料导热性能尤佳。

[0021] 石墨烯具有极强的热导率，可增强铜粉层的热导率，同时石墨烯包覆在铜粉层外部，可有效保护铜粉层，防止铜粉层的氧化，增强热导率，所述石墨烯层由石墨烯、氧化石墨烯、改性石墨烯、改性氧化石墨烯中一种或多种制成，石墨烯具有较强的红外辐射能力，石墨烯经氧化或改性后，能够进一步加强自身的红外辐射能力。

[0022] 有机包覆层的设置同样是为了增加复合导热填料在复合材料中的分散性，进一步地提高复合导热材料的热导率，优选地，所述有机包覆层由聚乙烯醇、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚酰胺、聚酯中的一种或多种制成，但不限于上述举例。

[0023] 优选地，所述偶联剂层厚度为1-20nm，石墨烯层厚度为10nm-500nm，有机包覆层厚度为10nm-1000nm，更优选地，所述偶联剂层厚度为10nm，石墨烯层厚度为100nm，有机包覆层厚度为100nm，10nm厚的偶联剂即能够很好地将铜粉层固定于石墨烯内，配合100nm厚的石墨烯层以及100nm厚的有机包覆层，形成的复合导热填料导热性能优异、分散效果好。

[0024] 下面结合具体实施例做进一步说明：

[0025] 实施例1：

[0026] （1）选用纯度99.5%的片状铜粉，厚度300nm，平均粒径20μm，放入2%的KH550硅烷偶联剂异丙醇溶液中，浸泡10min，过滤，水洗，烘干，得到KH550包覆的片状铜粉；

[0027] （2）将上述KH550包覆的片状铜粉放入5%的石墨烯四氢呋喃溶液中，浸泡20min，过滤，乙醇清洗，烘干，得到石墨烯/KH550包覆的片状铜粉；

[0028] （3）将三聚氰胺和甲醛溶液混合，搅拌并升温到80℃至溶液澄清后，调节体系的PH值至8左右，恒温反应2小时，得到三聚氰胺甲醛树脂预聚体溶液；

[0029] （4）将步骤（2）中的石墨烯/KH550包覆的片状铜粉放入步骤（3）中的三聚氰胺甲醛树脂预聚体溶液，调节体系PH值为4，75℃搅拌反应2h，冷却，洗涤，干燥。

[0030] 最终得到KH550偶联剂层厚度5nm，石墨烯层厚度100nm，有机包覆层厚度200nm的石墨烯包覆复合导热填料。

[0031] 在PA66尼龙中添加13%的石墨烯包覆复合导热填料，导热率3W/mK，导热性能优异，而且具有较强的散热功能，红外热辐射率95%。

[0032] 综上所述，本实用新型提供的石墨烯包覆复合导热填料，包括由内而外依次包覆的铜粉层、偶联剂层、石墨烯层及有机包覆层，由热导率极佳的铜粉和同样具有极高热导率的石墨烯作为导热主体，使得本实用新型的石墨烯包覆复合导热填料具有优异的导热性能，同时石墨烯包覆金属可以现在可显著降低铜被氧化的几率，偶联剂层和有机材料层可增加复合导热填料在复合导热塑料中的分散性，能够进一步提高复合导热塑料的热导率；另外石墨烯具有较强的红外辐射能力，可有效提高材料的辐射散热性能。本实用新型解决了现有金属复合导热塑料中金属易氧化、分散效果差导致的导热效果不佳的问题。

[0033] 应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。