一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法，制得的导热界面材料为碳纤维复合材料

【技术实现步骤摘要】
一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其是涉及一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯
‑
碳纤维复合材料由于其高导热、高强度等优异的特点在导热领域中得到了广泛应用。目前，广泛使用的石墨烯碳纤维复合材料弹性体的热导率各向异性显著，有的石墨烯碳纤维复合材料的横向导热系数可达到40W/(m
·
K)以上，但是其纵向导热系数一般不超过4W/(m
·
K)；而有的石墨烯碳纤维复合材料的纵向导热系数能达到40W/(m
·
K)以上，但是其横向导热系数不会超过4W/(m
·
K)。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法，以制得一种褶皱的石墨片碳纤维导热界面材料，该材料的横向、纵向导热系数均较高。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下内容：
[0005]一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)准备两个有机硅载体片，并对有机硅载体片进行横向拉伸；
[0007](2)通过机械取向法将含有碳纤维的有机硅复合导热材料胶液在其中一个被拉伸后的有机硅载体片的表面进行流延涂覆；
[0008](3)将石墨片平铺在有机硅复合导热材料胶液的表面，并于石墨片的上表面再流延涂覆一层有机硅复合导热材料胶液；
[0009](4)在有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖另外一个被拉伸后的有机硅载体片，得到夹层结构石墨片碳纤维的复合初产物；
[0010]或者，继续在步骤(3)中的有机硅复合导热材料胶液的表面再按照石墨片、有机硅复合导热材料胶液、石墨片、有机硅复合导热材料胶液的顺序进行铺设，在最后一层有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖另外一个被拉伸后的有机硅载体片，得到多层夹层结构的石墨片碳纤维的复合初产物；
[0011](5)将步骤(4)中制得的石墨片碳纤维的复合初产物置于一导热器具内具有厚度的空间中；
[0012](6)从左、右两个方向缓慢释放上、下两个有机硅载体片的应力，使它们逐渐收缩并带动整个复合初产物填充满导热器具内具有厚度的空间；
[0013](7)对步骤(6)中的导热器具及其内部的复合初产物进行整体真空脱泡处理，之后再整体置于干燥箱中以对导热器具内部的复合初产物进行加热固化；
[0014](8)最后取出导热器具内固化后的复合初产物，并去除上、下两个有机硅载体片，
制得褶皱的石墨片碳纤维导热界面材料。
[0015]所述步骤(1)中：有机硅载体片的拉伸率为300％。这里，有机硅载体片的拉伸率尽可能的高，确保不断裂即可。
[0016]所述步骤(2)中：有机硅复合导热材料胶液包括如下重量百分比的原料：不低于10％的有机硅树脂、不低于30％的碳纤维、无机导热粉体。这里，碳纤维可以是碳纳米管、碳化硅纤维、沥青基碳纤维、或氮化硼纤维等碳纤维制品。
[0017]所述无机导热粉体是氧化铝、氧化锌、氮化硼、氮化铝中的一种或两种以上的混合物。
[0018]所述步骤(3)、步骤(4)中：石墨片选用石墨烯材料并经压延成片制得。
[0019]所述石墨片的厚度为0.1～0.25mm。
[0020]所述步骤(2)、(3)、(4)中：流延涂覆的有机硅复合导热材料胶液的厚度为0.05～0.3mm。
[0021]所述步骤(5)中：导热器具内具有0.25～5mm厚度的空间。导热器具自身的设计需要满足能传递热量的要求，导热器具内部设计为一个恒厚的空间，主要目的是为了控制最终制品的厚度，材料中碳纤维复合材料胶液
‑
石墨片铺设的层数越多，制品的厚度相应的也就越厚。
[0022]所述步骤(7)中：加热固化的温度为85～135℃。
[0023]本专利技术的一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法，制得的导热界面材料为碳纤维复合材料
‑
石墨片
‑
碳纤维复合材料的夹层结构，而且该导热界面材料纵向上还呈现出一定的褶皱，参见图1所示，也就是说，本专利技术制得的导热界面材料为褶皱的层叠结构，其横向上的导热系数能达到26W/(m
·
K)，纵向上的导热系数能达到15W/(m
·
K)，不管横向还是纵向上，本专利技术的导热界面材料都具有较高的导热系数。
附图说明
[0024]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0025]图1是本专利技术石墨片碳纤维导热界面材料的结构示意图；
[0026]其中：1
‑
有机硅载体片，2
‑
有机硅复合导热材料胶液，3
‑
石墨片。
具体实施方式
[0027]为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0028]实施例1
[0029](1)有机硅复合导热材料胶液的制备
[0030]先按照如下的重量比例称取各组分：有机硅AB树脂19.85％、硅烷偶联剂0.15％、球形氧化铝A10％(D50粒径1.6um)、球形氧化铝B20％(D50粒径5.0um)、球形氧化铝C20％(D50粒径10um)、沥青基碳纤维(长度200um)30％。
[0031]使用双行星搅拌机，将有机硅AB树脂和硅烷偶联剂加入搅拌锅中，真空搅拌均匀，之后再逐个加入剩余的其它组分，真空搅拌制得含有碳纤维的有机硅复合导热材料胶液。
[0032](2)石墨片碳纤维的复合初产物的制备
[0033]先将厚度为75um的有机硅载体片拉伸至自身长度的300％，基于目前的机械取向方向将上述的有机硅复合导热材料胶液通过100psi的扁嘴平口流延头，以垂直于有机硅载体片拉伸方向的方式进行流延，控制涂覆厚度不超过0.3mm，然后在第一层有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖一层厚度为50um的石墨片(选用石墨烯片)，接着在石墨片的表面进行有机硅复合导热材料胶液的第二次流延，最后在第二层有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖上另外一个被拉伸300％的有机硅载体片，制得夹层结构的石墨片碳纤维的复合初产物。
[0034](3)高导热褶皱石墨片
‑
碳纤维复合导热材料的制备
[0035]将上述石墨片碳纤维的复合初产物置于一金属夹板内(内部具有0.75mm厚度的空间)，先缓慢释放上层有机硅载体片的应力直至为0，再缓慢释放下层有机硅载体片的应力直至为0，上、下层有机硅载体片的收缩会使整个复合初产物填充满金属夹板内部的空间，接着先对整体进行真空脱泡处理，再置于干燥箱中以对金属夹板内部的复合初产物进行加热固化，最后取出金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）准备两个有机硅载体片，并对有机硅载体片进行横向拉伸；（2）通过机械取向法将含有碳纤维的有机硅复合导热材料胶液在其中一个被拉伸后的有机硅载体片的表面进行流延涂覆；（3）将石墨片平铺在有机硅复合导热材料胶液的表面，并于石墨片的上表面再流延涂覆一层有机硅复合导热材料胶液；（4）在有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖另外一个被拉伸后的有机硅载体片，得到夹层结构石墨片碳纤维的复合初产物；或者，继续在步骤（3）中的有机硅复合导热材料胶液的表面再按照石墨片、有机硅复合导热材料胶液、石墨片、有机硅复合导热材料胶液的顺序进行铺设，在最后一层有机硅复合导热材料胶液的表面覆盖另外一个被拉伸后的有机硅载体片，得到多层夹层结构的石墨片碳纤维的复合初产物；（5）将步骤（4）中制得的石墨片碳纤维的复合初产物置于一导热器具内具有厚度的空间中；（6）从左、右两个方向缓慢释放上、下两个有机硅载体片的应力，使它们逐渐收缩并带动整个复合初产物填充满导热器具内具有厚度的空间；（7）对步骤（6）中的导热器具及其内部的复合初产物进行整体真空脱泡处理，之后再整体置于干燥箱中以对导热器具内部的复合初产物进行加热固化；（8）最后取出导热器具内固化后的复合初产物，并去除上、下两个有机硅载体片，制得褶皱的石墨片碳纤维导热界面材料。2.根据权利要求1所述的一种超软高性能石墨片碳纤维导热界面材料弹性体的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯润，申景博，
申请(专利权)人：锐腾新材料制造苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：