一种石墨烯导热膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯导热膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)提供一石墨烯浆料，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～15％；(2)将石墨烯浆料、粘结剂、分散剂和第一溶剂混合，得到混合物，其中混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料20～95、粘结剂1～20、分散剂0.5～10和第一溶剂1～20；(3)提供一基底，将所述混合物涂覆于所述基底的表面并干燥，以在所述基底的表面形成一石墨烯层，得到所述石墨烯导热膜。本发明专利技术还提供一种石墨烯导热膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导热薄膜，尤其涉及一种石墨烯导热膜及其制备方法。
技术介绍
随着电子产业的高速发展，电子设备越来越普及。电子产品功率的增加和产品的超薄化对电子设备内部热传导材料提出了更高的要求。现有的热传导材料包括金属类、非金属类和复合类三种。常见的金属类热传导材料为铜或铝，其热传导性能非常好，但其质重。非金属类的热传导材料分为导热硅胶、石墨等，其中导热硅胶、可压缩，但导热硅胶相比铜等金属来说，热传导太慢，并且通常要搭配风扇，使用不方便。纯的石墨的表面导热系数虽然超过铜，但Z向(厚度方向)的导热系数不如铜等金属，且石墨在规模加工中太脆，易断裂，良率不高。可见，现有的导热材料均难以兼具导热性能以及易加工的优点。中国专利公告号CN103449423A，公告日2013年12月18日，名称为一种石墨烯导热膜及其制备方法。该申请案公开了一种高导热性石墨烯导热膜的制备方法，主要通过将氧化石墨烯膜通过高温石墨化炉，烧结温度在2000℃左右，并且氩气的保护下制备出的石墨烯导热膜，虽然制备出的产品的热导率较高，但制备条件苛刻，并且需要消耗大量的电能，产量相对较低。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种易于产业化、且导热性能优异的石墨烯导热膜及其制备方法，以克服现有技术问题。本专利技术提供一种石墨烯导热膜的制备方法，其包括以下步骤：(1)提供一石墨烯浆料，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～15％；(2)将石墨烯浆料、粘结剂、分散剂和第一溶剂混合，得到混合物，其中混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料20～95、粘结剂1～20、分散剂0.5～10和第一溶剂1～20；(3)提供一基底，将所述混合物涂覆于所述基底的表面并干燥，以在所述基底的表面形成一石墨烯层，得到所述石墨烯导热膜。优选的，步骤(1)中所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～8％。优选的，步骤(1)中所述石墨烯包括碳元素与非碳元素，其中，碳元素与非碳元素的质量比大于4:1，所述非碳元素为氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中的至少一种。优选的，步骤(1)中所述石墨烯为单层石墨烯或者层数为2～50的多层石墨烯。优选的，步骤(1)中所述石墨烯为带有官能团的石墨烯，所述官能团为羟基、羧基、羰基、氨基、巯基中的至少一种。优选的，步骤(1)中所述石墨烯浆料还包括一第二溶剂，所述第二溶剂为水、乙醇、或者水与乙醇以体积比为(3～5):1进行混合的混合溶剂。优选的，步骤(2)中所述混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料65～85、粘结剂8～15、分散剂1～6和第一溶剂10～16。优选的，步骤(2)中所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧化均聚物中的一种，所述粘结剂为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯中的一种，所述第一溶剂为水、乙醇、醋酸、乙二胺、甲苯二异氰酸酯中的至少一种。优选的，步骤(3)中所述基底为铜箔或铝箔。本专利技术还提供一种采用上述的制备方法得到的石墨烯导热膜，所述石墨烯导热膜包括基底以及覆于所述基底的表面的石墨烯层，所述石墨烯层包括多个均匀分布的石墨烯，该多个石墨烯形成导热网络。相较于现有技术，本专利技术所述石墨烯导热膜及其制备方法具有以下优点：第一，由于采用石墨烯浆料，将石墨烯预先用第二溶剂进行分散，以液态的浆料形式与粘结剂等其他组份混合，因而石墨烯在所述得到的混合物中也是均匀分散的状态，故得到的石墨烯层中石墨烯均匀分散而形成以较好的导热网络；第二，由于在铜箔或铝箔制成的基底上设置石墨烯层，弥补了石墨烯层在厚度方向上导热性能较差的缺陷，因而得到的石墨烯导热膜具有优异的导热性能；第三，该制备方法中直接以石墨烯浆料为原料，既避免了以粉末状的石墨烯加入时分散不均匀的问题，又制备工艺简单，制备条件简单，可产业化，进行石墨烯导热膜的批量生产。所得到的石墨烯导热膜包括石墨烯层以及基底，其既具有石墨烯的高导热性，并且由于基底的存在，可较好的承载所述石墨烯层，而可提高所述石墨烯导热膜的加工性能，易于运输且方便应用。附图说明图1为本专利技术所述石墨烯导热膜的结构示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种石墨烯导热膜的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：(1)提供一石墨烯浆料，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～15％；(2)将石墨烯浆料、粘结剂、分散剂和第一溶剂混合，得到混合物，其中混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料20～95、粘结剂1～20、分散剂0.5～10和第一溶剂1～20；(3)提供一基底，将所述混合物涂覆于所述基底的表面并干燥，以在所述基底的表面形成一石墨烯层，得到所述石墨烯导热膜。在步骤(1)中，石墨烯浆料可为市场所售的产品，也可自行制备。所述石墨烯浆料的制备较为简单，具体如下：将粉末状的石墨烯经由第二溶剂超声分散，即可得到所述石墨烯浆料。优选的，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～8％。所述石墨烯可为单层石墨烯或者层数为2～50的多层石墨烯。所述石墨烯也可为经过功能化处理而得到带有官能团的石墨烯。所述官能团为羟基、羧基、羰基、氨基、巯基中的至少一种。所述石墨烯包括碳元素与非碳元素，其中，碳元素与非碳元素的质量比大于4:1，所述非碳元素为氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中的至少一种。步骤(2)中，可通过超声、搅拌等方式将各组份均匀混合。所述分散剂为乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、氧化均聚物中的一种。所述粘结剂为丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、氯乙烯-醋酸乙烯中的一种。所述第一溶剂为水、乙醇、醋酸、乙二胺、甲苯二异氰酸酯中的至少一种。优选的，所述混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料65～85、粘结剂8～15、分散剂1～6和第一溶剂10～16；更优选的，石墨烯浆料70～80、粘结剂12～15、分散剂3～5和第一溶剂10～15。在步骤(3)中，所述基底为铜箔或铝箔。所述基底的厚度不限，可支撑所述石墨烯层即可。将所述混合物涂覆于所述基底可通过涂布机实现。所述干燥的过程可分为三段区间。具体的，可在85摄氏度～95摄氏度这第一区间加热干燥，之后在100摄氏度～110摄氏度进行第二区间加热干燥，最后在85摄氏度～90摄氏度进行第三区间加热干燥。本专利技术还提供一种采用上述制备方法得到的石墨烯导热膜。请参阅图1，所述石墨烯导热膜包括基底1以及覆于所述基底的表面的石墨烯层2。所述石墨烯层2包括多个均匀分布的石墨烯。该多个石墨烯形成导热网络。相较于现有技术，本专利技术所述石墨烯导热膜及其制备方法具有以下优点：第一，由于采用石墨烯浆料，将石墨烯预先用第二溶剂进行分散，以液态的浆料形式与粘结剂等其他组份混合，因而石墨烯在所述得到的混合物中也是均匀分散的状态，故得到的石墨烯层中石墨烯均匀分散而形成以较好的导热网络；第二，由于在铜箔或铝箔制成的基底上设置石墨烯层，弥补了石墨烯层在厚度方向上导热性能较差的缺陷，因而得到的石墨烯导热膜具有优异的导热性能；第三，该制备方法中直接以石墨烯浆料为原料，既避免了以粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)提供一石墨烯浆料，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～15％；(2)将石墨烯浆料、粘结剂、分散剂和第一溶剂混合，得到混合物，其中混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料20～95、粘结剂1～20、分散剂0.5～10和第一溶剂1～20；(3)提供一基底，将所述混合物涂覆于所述基底的表面并干燥，以在所述基底的表面形成一石墨烯层，得到所述石墨烯导热膜。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)提供一石墨烯浆料，所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～15％；(2)将石墨烯浆料、粘结剂、分散剂和第一溶剂混合，得到混合物，其中混合物中各组分的重量份数为：石墨烯浆料20～95、粘结剂1～20、分散剂0.5～10和第一溶剂1～20；(3)提供一基底，将所述混合物涂覆于所述基底的表面并干燥，以在所述基底的表面形成一石墨烯层，得到所述石墨烯导热膜。2.一种如权利要求1所述的石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述石墨烯浆料中石墨烯的质量分数为5％～8％。3.一种如权利要求1所述的石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述石墨烯包括碳元素与非碳元素，其中，碳元素与非碳元素的质量比大于4:1，所述非碳元素为氟、氮、氧、硫、氢、氯、溴、碘中的至少一种。4.一种如权利要求1所述的石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述石墨烯为单层石墨烯或者层数为2～50的多层石墨烯。5.一种如权利要求1所述的石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述石墨烯为带有官能团的石墨烯，所述官能团为羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永胜，付正伟，唐长林，张羽，黄维威，周旭峰，刘兆平，茆玉宝，
申请(专利权)人：宁波墨西新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33