一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，导热垫片包括少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网，其特征在于，包括如下工艺步骤：对石墨烯进行目筛筛选；将过目筛石墨烯通过辊压机辊压制成石墨烯薄膜；配制淋涂浆料，并将淋涂浆料通过淋涂机涂覆在少层多孔石墨烯薄膜上；少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后进行辊压成型、烘干，构成了垂直于少层多孔石墨烯薄膜上的纵横交织的薄膜导热网，复合形成高导热柔性石墨烯薄膜垫片。通过导热性能优异的浆料导热网的复合，有效的增加了薄膜的导热通道，提高了薄膜在X和Z方向上的导热性能，提高了少层薄膜叠加时的层间强度，复合材料导热垫片具有优异的导热性能。

A production process of flexible graphene film gasket with high thermal conductivity

【技术实现步骤摘要】
一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺
本专利技术涉及导热材料
，具体为一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺。
技术介绍
石墨烯拥有高强度、超薄、出色的导热性，但也有局限性。相比其他使用石墨烯或石墨导热的材料，开发的高导热柔性石墨烯薄膜垫片，形成具有良好导热通道和具有良好加工和冲击性，有效解决了石墨烯导热材料冲击性能不足的缺点。5G技术早已被多个国家上升为国家战略，据预测，2021年仅5G手机年销量就将突破1亿部，基站数量将增至800万个，它们将带来巨大的市场增量。轻薄化、高速度、功能化是电子设备的发展趋势，有限的空间设计意味着对导热材料提出了更高要求。在此趋势下，高导热柔性石墨烯薄膜垫片将在5G市场中占据一席之地。高导热柔性石墨烯薄膜垫片是一种超薄散热材料，可有效的降低发热源的热密度,达到大面积快速传热,大面积散热,并消除单点高温的现象。高导热柔性石墨烯薄膜垫片产品厚度选择多样化外形亦可冲形为任意指定形状,方便使用于各种不同产品内,尤其是有空间限制的电子产品中。高导热柔性石墨烯薄膜垫片体积小，由于具轻量化优势，在现行散热方案中属最不增加终端产品重量的设计方式，高导热石墨烯膜质地柔软，极佳加工性及使用性，本身也不会产生额外的电磁波干扰。传统的导热油、导热硅脂、导热矽胶布等低端产品产品，都是以硅胶或者其它高分子材料作为基体材料，通过填充导热粉体，使复合材料具有导热通道，从而起到材料的热传导作用，填充的粉体越多，粉体粒径搭配越合理，导热通道越多，相应的材料导热系数越高，但是随着填充材料越来越多，产品的力学性能，尤其是拉伸强度和可压缩性大幅下降，从而在很多场合应用受到局限，同时，填充的粉体越多，材料的密度也随之增加，显然与当今追求轻质化和用户体检的大潮流不符，为此我们提出一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺用于解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，所述导热垫片包括少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网，包括如下工艺步骤：1)、对石墨烯进行目筛筛选；2)、将过目筛石墨烯通过辊压机辊压制成石墨烯薄膜；3)、配制淋涂浆料，并将淋涂浆料通过淋涂机涂覆在少层多孔石墨烯薄膜上；4)、少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后进行辊压成型、烘干，构成了垂直于少层多孔石墨烯薄膜上的纵横交织的薄膜导热网，从而复合形成高导热柔性石墨烯薄膜垫片。优选的一种实施案例，步骤1)中，所述石墨烯为未添加柔性高分子材料的少层多孔石墨烯，并将石墨烯过100-200目筛筛选，且少层多孔石墨烯的基材厚度为10nm～50μm，如10nm、20nm、1μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选的一种实施案例，步骤2)中，辊压成型时，石墨烯位于落料斗内，在落料斗下方有一对平齐安装的压辊，且压辊直径相同并相向旋转，压辊压力为3000-9000N，5-60rpm，当石墨烯从落料斗落入两压辊间后，石墨烯被辊压形成石墨烯薄膜基材。优选的一种实施案例，所述落料斗内设有搅拌装置放置石墨烯堆积，两个压辊底部设有牵引装置，所述牵引装置为水平安装的传送带，所述传送带的前进速度与石墨烯薄膜基材的下降速度相同，该速度(m/s)等于压辊转速(rpm)*压辊周长(m)。优选的一种实施案例，步骤3)中，淋涂浆料由石墨烯、碳纳米管和碳纤维中的一种或几种配制而成。优选的一种实施案例，步骤4)中，少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后在加热箱内通过两个加热的压辊挤压成型，且加热箱内温度为30-50℃，烘干时间5-10分钟。优选的一种实施案例，所述导热网层数至少为五层，导热网层的厚度为10～80μm，如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm或80μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，所述少层多孔石墨烯薄膜的叠加层数为多层，可以是5层、10层、15层、20层、25层、30层、35层、40层、45层、50层或100层等，但并不仅限于所列举的数值，且少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网复合后的薄膜垫片厚度为0.05～2.0mm，如0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、1.0mm、1.05mm、1.1mm、1.2mm、1.5mm或2.5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过导热性能优异的石墨烯/碳纳米管/碳纤维薄膜的复合，有效的增加了薄膜的导热通道，大大提高了薄膜在X和Z方向上的导热性能，提高了少层薄膜叠加时的层间强度，制备出厚度较大的石墨烯/碳纳米管/碳纤维薄膜导热垫片复合材料导热垫片具有优异的导热性能，可应用于手机、电脑等电子产品芯片的散热以及压缩机等设备的节能降耗等方面；导热垫片切片厚度为0.1mm时导热系数为导热系数高达917W/(m·K)左右，切片厚度为2.0mm时导热系数为509.84w/(m·k)；导热垫片具有优异的拉伸和压缩变形性能，质量轻，拉伸强度大于13.661MPa。附图说明图1为本专利技术中少层多孔石墨烯结构示意图；图2为本专利技术中少层(5-7层)多孔石墨烯薄膜结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术提供一种技术方案：一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，导热垫片包括少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网，包括如下工艺步骤：1)、对石墨烯进行目筛筛选；2)、将过目筛石墨烯通过辊压机辊压制成石墨烯薄膜；3)、配制淋涂浆料，并将淋涂浆料通过淋涂机涂覆在少层多孔石墨烯薄膜上；4)、少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后进行辊压成型、烘干，构成了垂直于少层多孔石墨烯薄膜上的纵横交织的薄膜导热网，从而复合形成高导热柔性石墨烯薄膜垫片。步骤1)中，石墨烯为未添加柔性高分子材料的少层多孔石墨烯，并将石墨烯过100-200目筛筛选，且少层多孔石墨烯的基材厚度为10nm～50μm。步骤2)中，辊压成型时，石墨烯位于落料斗内，在落料斗下方有一对平齐安装的压辊，且压辊直径相同并相向旋转，压辊压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，所述导热垫片包括少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网，其特征在于，包括如下工艺步骤：/n1)、对石墨烯进行目筛筛选；/n2)、将过目筛石墨烯通过辊压机辊压制成石墨烯薄膜；/n3)、配制淋涂浆料，并将淋涂浆料通过淋涂机涂覆在少层多孔石墨烯薄膜上；/n4)、少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后进行辊压成型、烘干，构成了垂直于少层多孔石墨烯薄膜上的纵横交织的薄膜导热网，从而复合形成高导热柔性石墨烯薄膜垫片。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，所述导热垫片包括少层多孔石墨烯薄膜和垂直设置在少层多孔石墨烯薄膜基材上的薄膜基导热网，其特征在于，包括如下工艺步骤：
1)、对石墨烯进行目筛筛选；
2)、将过目筛石墨烯通过辊压机辊压制成石墨烯薄膜；
3)、配制淋涂浆料，并将淋涂浆料通过淋涂机涂覆在少层多孔石墨烯薄膜上；
4)、少层多孔石墨烯薄膜上涂覆浆料后进行辊压成型、烘干，构成了垂直于少层多孔石墨烯薄膜上的纵横交织的薄膜导热网，从而复合形成高导热柔性石墨烯薄膜垫片。


2.根据权利要求1所述的一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，其特征在于：步骤1)中，所述石墨烯为未添加柔性高分子材料的少层多孔石墨烯，并将石墨烯过100-200目筛筛选，且少层多孔石墨烯的基材厚度为10nm～50μm，如10nm、20nm、1μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。


3.根据权利要求1所述的一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，其特征在于：步骤2)中，辊压成型时，石墨烯位于落料斗内，在落料斗下方有一对平齐安装的压辊，且压辊直径相同并相向旋转，压辊压力为3000-9000N，5-60rpm，当石墨烯从落料斗落入两压辊间后，石墨烯被辊压形成石墨烯薄膜基材。


4.根据权利要求3所述的一种高导热柔性石墨烯薄膜垫片生产工艺，其特征在于：所述落料斗内设有搅拌装置放置石墨烯堆积，两个压辊底部设有牵引装置，所述牵引装置为水平安装的传送带，所述传送带的前进速度与石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾功昶，曾和平，
申请(专利权)人：曾功昶，
类型：发明
国别省市：广东;44