一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及电子设备散热的技术领域，特别是涉及一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，提高导热和散热性能，延长电子设备的使用寿命；包括以下步骤：S1、将碳纳米管以及石墨烯改性带电；S2、将导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散形成填料，然后再加入树脂以及助剂搅拌均匀形成浆料；S3、浆料通过直流电场，使带电的碳纳米管以及石墨烯进行定向排列，固化成型得到产品。固化成型得到产品。

【技术实现步骤摘要】
一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及电子设备散热的
，特别是涉及一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子设备的小型化轻量化，集成电路高度密集，导致设备功耗急剧升高，也导致发热量增大，发热量增大后在局部形成高温区域，高温会显著影响电子元器件的稳定性和寿命。所以为了使元器件保持良好的工作状态，延长器件的使用寿命。
[0003]目前石墨烯以及碳纳米管散热材料受限于成型工艺的原因，使材料层间存在很大的接触电阻，导致发热量增加，影响电子设备的使用寿命。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，提高导热和散热性能，延长电子设备的使用寿命。
[0005]本专利技术的一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1、将碳纳米管以及石墨烯改性带电；
[0007]S2、将导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散形成填料，然后再加入树脂以及助剂搅拌均匀形成浆料；
[0008]S3、浆料通过直流电场，使带电的碳纳米管以及石墨烯进行定向排列，固化成型得到产品。
[0009]进一步地，步骤S1中碳纳米管改性带电方法为：在二氧化碳气氛中将碳纳米管阵列和石墨烯加热至900℃制造二氧化碳氧化改性的碳纳米管和石墨烯，氧化过程中碳纳米管和石墨烯表面带上分布均匀的负电荷。
[0010]进一步地，所述步骤S2中按重量计，导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散过程中还加入0.2
‑
2％的水性分散剂，水性分散剂为吐温、纤维素、十二烷基苯磺酸钠等。
[0011]进一步地，所述步骤S2中，按重量计，各物料占比为：
[0012][0013]按重量计，各物料占比为：
[0014]填料
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40
‑
65％
[0015]树脂
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固含40
‑
60％的水性丙烯酸树脂
[0016]助剂
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润湿剂、偶联剂以及流平剂。
[0017]进一步地，所述步骤S3中，固化的具体方法为：
[0018]S31、浆料在涂布设备上成膜，然后通过涂布工序的低温段，并在低温段两端加12
‑
36V直流电场，实现定向排列同时完成表面干燥；
[0019]S32、然后通过涂布工艺的高温段，高温段缓慢升温，实现实干，收卷，产品为卷材，厚度范围为50um
‑
500um，导热系数5W以上。
[0020]与现有技术相比本专利技术的有益效果为：本产品采用石墨烯和超长碳纳米管复合，采用二氧化碳氧化改性工艺实现碳纳米管、石墨烯带电,可以实现碳纳米管在体系内的垂直排列，定向导热系数的显著提高；将碳纳米管与石墨烯和多种导热材料搭配使用，实现水平与垂直方向超高的导热性能，导热散热性能明显高于同类产品，可以解决各类消费电子产品的散热问题，应用环境更广。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0022]实施例1：
[0023]本专利技术的一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0024]S1、将碳纳米管以及石墨烯改性带电；
[0025]S2、将导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散形成填料，然后再加入树脂以及助剂搅拌均匀形成浆料；
[0026]S3、浆料通过直流电场，使带电的碳纳米管以及石墨烯进行定向排列，固化成型得到产品。
[0027]进一步地，步骤S1中碳纳米管改性带电方法为：在二氧化碳气氛中将碳纳米管阵列和石墨烯加热至900℃制造二氧化碳氧化改性的碳纳米管和石墨烯，氧化过程中碳纳米管和石墨烯表面带上分布均匀的负电荷。
[0028]进一步地，所述步骤S2中按重量计，导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散过程中还加入1％的分散剂，分散剂为吐温。
[0029]进一步地，所述步骤S2中，按重量计，各物料占比为：
[0030][0031]按重量计，各物料占比为：
[0032]填料
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55％
[0033]树脂
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固含43％的水性丙烯酸树脂
[0034]助剂
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润湿剂选用NP－10，比例为0.5％、偶联剂选用KH550，比例为0.8％，流平剂选用磷酸酯改性丙烯酸流平剂，比例为0.7％。
[0035]进一步地，所述步骤S3中，固化的具体方法为：
[0036]S31、浆料在涂布设备上成膜，然后通过涂布工序的低温段，并在低温段两端加26V直流电场，实现定向排列同时完成表面干燥；
[0037]S32、然后通过涂布工艺的高温段，高温段缓慢升温，实现实干，收卷。
[0038]实施例2：
[0039]本专利技术的一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0040]S1、将碳纳米管以及石墨烯改性带电；
[0041]S2、将导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散形成填料，然后再加入树脂以及助剂搅拌均匀形成浆料；
[0042]S3、浆料通过直流电场，使带电的碳纳米管以及石墨烯进行定向排列，固化成型得到产品。
[0043]进一步地，步骤S1中碳纳米管改性带电方法为：在二氧化碳气氛中将碳纳米管阵列和石墨烯加热至900℃制造二氧化碳氧化改性的碳纳米管和石墨烯，氧化过程中碳纳米管和石墨烯表面带上分布均匀的负电荷。
[0044]进一步地，所述步骤S2中按重量计，导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散过程中还加入1.9％的分散剂，分散剂为吐温。
[0045]进一步地，所述步骤S2中，按重量计，各物料占比为：
[0046][0047][0048]按重量计，各物料占比为：
[0049]填料
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40％
[0050]树脂
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固含58％的水性丙烯酸树脂
[0051]助剂
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润湿剂选用NP－10，比例为0.6％、偶联剂选用KH550，比例为0.7％，流平剂选用磷酸酯改性丙烯酸流平剂，比例为0.7％。
[0052]进一步地，所述步骤S3中，固化的具体方法为：
[0053]S31、浆料在涂布设备上成膜，然后通过涂布工序的低温段，并在低温段两端加14V直流电场，实现定向排列同时完成表面干燥；
[0054]S32、然后通过涂布工艺的高温段，高温段缓慢升温，实现实干，收卷。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将碳纳米管以及石墨烯改性带电；S2、将导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散形成填料，然后再加入树脂以及助剂搅拌均匀形成浆料；S3、浆料通过直流电场，使带电的碳纳米管以及石墨烯进行定向排列，固化成型得到产品。2.如权利要求1所述的一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中碳纳米管改性带电方法为：在二氧化碳气氛中将碳纳米管阵列和石墨烯加热至900℃制造二氧化碳氧化改性的碳纳米管和石墨烯，氧化过程中碳纳米管和石墨烯表面带上分布均匀的负电荷。3.如权利要求2所述的一种超高导热石墨烯碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中按重量计，导热材料、改性带电后的碳纳米管以及石墨烯混合分散过程中还加入0.2
‑
2％的水性分散剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：时磊，张格丰，郑凯，
申请(专利权)人：苏州卓纳纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：