聚酰亚胺散热结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种聚酰亚胺散热结构，包括氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层；散热层包括多孔纤维、气凝胶；多孔纤维位于气凝胶中；多孔纤维包括带孔纤维、多孔纤维胶层；多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构；氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置；保持聚酰亚胺材料优异性能的同时，可以发挥散热效果。

【技术实现步骤摘要】
聚酰亚胺散热结构
本技术属于聚酰亚胺复合薄膜生产
，具体涉及一种聚酰亚胺散热结构。
技术介绍
聚酰亚胺材料以其优异的耐高/低温、耐幅射、耐候等以及优异的电气性能，而广泛用于电线、电缆、石油工业、航空航天等领域。单纯聚酰亚胺薄膜由于性能缺陷无法有效利用，现有技术不断开发新的复合结构以增加聚酰亚胺的应用范围。由于聚合物的工性，散热能力普遍较差，现有技术采用化学方法改性，有一定效果，但是对聚酰亚胺本身的性能损坏较大，因此需要研发新的复合结构，从物理结构角度实现有效散热。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种聚酰亚胺散热结构，通过结构设计以及思路创新的协同作用，使得聚酰亚胺散热结构具备良好的机械性能，同时具有优异的层间稳定性，尤其是散热性能优异，有效提高了聚酰亚胺散热结构的使用性能、应用范围，可用于高端电子材料的防护、缓冲。为达到上述技术目的，本技术采用的技术方案是：一种聚酰亚胺散热结构，所述聚酰亚胺散热结构包括氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层；所述散热层包括多孔纤维、气凝胶；所述多孔纤维位于气凝胶中；所述多孔纤维包括带孔纤维、多孔纤维胶层；所述多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；所述多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构；所述氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置。本技术中，隔热胶层的厚度为1～1.2微米，一方面可以形成良好的粘接性，另一方面可以防止热量对聚酰亚胺的影响。本技术中，氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置是指这几层结构按次序设置，比如氟树脂层在最下方，聚酰亚胺层在氟树脂层上方，隔热胶层在聚酰亚胺层上方，散热层在隔热胶层上方，金属氧化物层在散热层上方；使用时，将金属氧化物层置于最里边，将氟树脂层置于最外面，从而发热源的热量通过金属氧物层迅速传导至气凝胶结构，从气凝胶结构的侧面有效散去，因此本技术不仅为一个有效散热结构，而且避免热量对聚酰亚胺的损伤，解决了现有技术无论如何改进聚酰亚胺本身导热能力都会存在散热时损坏聚酰亚胺性能的问题。本技术中，各材料都是现有产品，比如聚酰亚胺层为常规聚酰亚胺薄膜，一般厚度为10～25微米，氟树脂层的厚度为0.2微米，这个结构的设计可以提高聚酰亚胺的耐水性以及硬度；隔热胶这个现有产品具有良好的粘接性，避免了其他胶黏剂可能导致的聚酰亚胺基材性能受损的问题；本技术创造性的在聚酰亚胺复合材料中利用此结构，可以有效提高散热层的界面稳定性，为整个复合材料的稳定以及长久打下基础，金属氧化物层为整体结构，此由现有金属氧化物前驱体常规制备得到，本技术创造性的设计此结构，首次应用在聚酰亚胺复合结构中，可以发挥自身性能效果以及提高复合材料的柔韧性，更主要的是与多孔纤维的结合，配合石墨烯提高散热能力自发热。本技术中，散热层的厚度为30～32微米，除了本身的机械性能好的效果外，还可发挥散热效果，而且此厚度与聚酰亚胺复合可提高整体散热能力；气凝胶为常规二氧化硅气凝胶，通过溶胶凝胶法结合干燥制备得到，在溶胶置换溶剂后，加入金属氧化物前驱体，干燥后加入多孔纤维，最后进行程序升温，制备得到散热层、金属氧化物层一体结构。这为本技术首创的结构，现有技术觉得纤维/气凝胶结构界面效果太差不稳定，也有企业做过气凝胶/纤维的研究，发现无法实现，本技术结合金属氧化物层，解决了纤维/气凝胶结构界面效果不佳的问题，更主要的是隔热胶层的结构存在使得气凝胶结构可以很好的结合到聚酰亚胺复材中，开创了新材料结构。本技术中，散热层包括多孔纤维、气凝胶，所述气凝胶结构的孔隙率为22～25%，将多孔纤维设置在低孔隙率气凝胶结构中，既可以利用现有气凝胶柔软舒适的特性缓解带孔纤维的刚性，特别是，气凝胶结构进一步保证石墨烯层稳定在胶层中，而且不会影响散热效果。本技术中，多孔纤维胶层的孔隙率为78～80%，可以在带孔纤维外表面涂覆带有致孔剂/石墨烯复合物的柔性高分子溶液，热处理在带孔纤维表面形成多孔胶层，并且石墨烯层位于孔中，可以发挥散热性能，又能够保持稳定，纤维可为聚乙烯醇纤维等，尤其是本技术采用的结构不会对纤维本身产生影响，避免现有技术采用导热纤维带来的纤维本身性能有影响的问题。本技术首次公开了一种聚酰亚胺散热结构，得到的产品具有较好的硬度以及韧性，保持聚酰亚胺性能的同时，可以发挥散热效果，利用复合结构制备密封的盒子，内部发热（120度）一段时间后关闭，通过内外平衡时间测试散热能力；通过纤维以及多层结构的设计，有效保障了散热稳定高效、各层界面效果好的优势。附图说明图1为聚酰亚胺散热结构的结构示意图；图2为散热层结构示意图；图3为多孔纤维结构示意图；其中，氟树脂层1、聚酰亚胺层2、隔热胶层3、散热层4、金属氧化物层5、多孔纤维41、气凝胶42、带孔纤维43、多孔纤维胶层44、石墨烯层结构45。具体实施方式下面结合附图以及实施例对本技术作进一步描述：实施例一参见附图1-3，聚酰亚胺散热结构包括氟树脂层1、聚酰亚胺层2、隔热胶层3、散热层4、金属氧化物层5；散热层包括多孔纤维41、气凝胶42；多孔纤维位于气凝胶中；多孔纤维包括带孔纤维43、多孔纤维胶层44；多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构45；氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置。上述氟树脂层的厚度为0.2微米，气凝胶结构的孔隙率为22%，多孔纤维胶层的孔隙率为78%，散热层的厚度为30微米，隔热胶层的厚度为1微米。图中石墨烯结构、纤维等只标注一处，气凝胶的孔隙未标示，不影响本领域技术人员的理解。实施例二一种聚酰亚胺散热结构包括氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层；散热层包括多孔纤维、气凝胶；多孔纤维位于气凝胶中；多孔纤维包括带孔纤维、多孔纤维胶层；多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构；氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置。上述氟树脂层的厚度为0.2微米，气凝胶结构的孔隙率为25%，多孔纤维胶层的孔隙率为80%，散热层的厚度为32微米，隔热胶层的厚度为1.2微米。上述实施例中，聚酰亚胺层为厚度12.5微米的聚酰亚胺薄膜；以聚酰亚胺薄膜为基础比较，性能测试发现，本技术实施例一的聚酰亚胺散热结构弯曲强度提高128%，散热能力提高3倍并且最外侧的氟树脂层表面温度升高小于3度，实施例二的聚酰亚胺散热结构弯曲强度提高133%，散热能力提高3.3倍并且最外侧的氟树脂层表面温度升高小于3度，完全符合应用要求。同时氟树脂层/聚酰亚胺层/隔热胶层/散热层散热性能不佳，为实施例一的55%，如果不采用含隔热胶层，则得到的产品气凝胶层可轻易用手撕开，算不上得到有效产品，采用普通胶黏剂比如氟硅油，则最外侧的氟树脂层表面温度升高近36度，当散热层的厚度小于20微米时，散热性能不佳，为实施例一的39%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺散热结构，其特征在于：所述聚酰亚胺散热结构包括氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层；所述散热层包括多孔纤维、气凝胶；所述多孔纤维位于气凝胶中；所述多孔纤维包括带孔纤维、多孔纤维胶层；所述多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；所述多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构；所述氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺散热结构，其特征在于：所述聚酰亚胺散热结构包括氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层；所述散热层包括多孔纤维、气凝胶；所述多孔纤维位于气凝胶中；所述多孔纤维包括带孔纤维、多孔纤维胶层；所述多孔纤维胶层位于带孔纤维外表面；所述多孔纤维胶层的孔中设有石墨烯层结构；所述氟树脂层、聚酰亚胺层、隔热胶层、散热层、金属氧化物层依次设置。2.根据权利要求1所述聚酰亚胺散热结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，赵广昊，张亚飞，程爱民，赵继辉，许建军，金宏清，刘晓恒，赵继英，
申请(专利权)人：南通凯英薄膜技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32