一种石墨烯导热膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯导热膜及其制备方法，该石墨烯导热膜包括以下重量份的原料：石墨烯25

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯导热膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导热膜
，具体是涉及一种石墨烯导热膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯(Graphene)是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，其具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。
[0003]同时，石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。此外，石墨烯的弹道热导率可以使单位圆周和长度的碳纳米管的弹道热导率的下限下移。
[0004]而随着手机和电脑等电子器具其在使用的过程中光源、电池等均会产热，其产生的热量需要及时的快速的传导实现散热。如果不能实现有效散热，则会永久性损坏功能性部件如芯片、光源和电池的基本功能。而现有技术中电子设备的散热部件多是通过金属铜、金属铝和钢等散热片材实现的，由于金属材料材料质量大，导致不方便安装，增加终端产品的重量。
[0005]因此，如何利用石墨烯制备导热膜成为目前在电子设备散热的技术难题，目前获得的石墨烯导热膜的厚度较薄且热导率也不高，还无法适用于终端产品的使用。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯导热膜及其制备方法，采用树脂以及玻纤材料增强石墨烯导热膜的韧性，在柔性基材表面涂覆并粘接延压形成多密度层的石墨烯导热膜，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种石墨烯导热膜，包括以下重量份的原料：
[0009]石墨烯25
‑
40份；环氧树脂13
‑
20份；玻纤材料4
‑
8份；溶解剂1
‑
3份；粘胶剂10
‑
17份；热稳定剂1
‑
3份；固化剂0.5
‑
2份；硅烷偶联剂0.5
‑
1份；去离子水17
‑
24份。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案，所述石墨烯导热膜包括以下重量份的原料：石墨烯32份；环氧树脂17份；玻纤材料6份；溶解剂2份；粘胶剂14份；热稳定剂2份；固化剂1.3份；偶联剂0.8份；去离子水20份。
[0011]作为本专利技术进一步的方案，所述溶解剂由0.5
‑
3mo l/L的盐酸、0.5
‑
3mo l/L的硝酸、0.5
‑
3mo l/L的硫酸、0.5
‑
3mo l/L的氢氟酸中的一种或多种按任意比组成。
[0012]作为本专利技术进一步的方案，所述粘胶剂为聚氨酯胶粘剂。
[0013]作为本专利技术进一步的方案，所述热稳定剂为铜盐稳定剂、钙锌复合稳定剂、碘化亚铜或水滑石中的任意一种。
[0014]作为本专利技术进一步的方案，所述固化剂为聚氨酰胺、双氰胺、四氢邻苯二甲酸酐、
硫酸铵中的任意一种。
[0015]作为本专利技术进一步的方案，所述偶联剂为硅烷偶联剂，其中，硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、KH
‑
550氨基硅烷偶联剂、KH
‑
570硅烷偶联剂中的一种或几种。
[0016]一种石墨烯导热膜的制备方法，步骤如下：
[0017]1)按照重量份称取石墨烯、环氧树脂、玻纤材料、溶解剂、粘胶剂、热稳定剂、固化剂、偶联剂以及去离子水，备用；
[0018]2)将石墨烯、溶解剂以及偶联剂均匀分散在去离子水中形成均匀的石墨烯浆料，将石墨烯浆料以及玻纤材料加入到高速混合机进行初混，得到石墨烯混合料；
[0019]3)向所述石墨烯混合料中的加入环氧树脂、固化剂和热稳定剂，超声，均匀分散形成石墨烯凝胶物；
[0020]4)将所述石墨烯凝胶物涂覆在柔性基材表面，涂覆厚度为1
‑
3mm，真空干燥，获得石墨烯薄膜；
[0021]5)将获得的至少两层石墨烯薄膜，在惰性气氛下，将粘胶剂涂覆在夹在两层石墨烯薄膜之间，放置在烘箱中，经多次压延形成石墨烯导热膜。
[0022]作为本专利技术进一步的方案，所述柔性基材为聚丙烯、涤纶和丙纶中的一种；在步骤4)中，涂覆在柔性基材表面的石墨烯凝胶物的涂布速度为1
‑
3m/mi n；真空干燥的温度为70
‑
95℃、时间为25
‑
30mi n。
[0023]作为本专利技术进一步的方案，在步骤5)中，所述惰性气氛为氩气、氮气、氦气、氢气中的一种或多种；多次压延时，在惰性气氛下，将压力控制在70
‑
75MPa进行5mi n一次的平压方式进行压延2
‑
10次，以压实膨胀的石墨烯导热膜之间的气体；并利用辊压工艺，在压力30MPa下进行压延至石墨烯导热膜密度为2.5g/cm3。
[0024]作为本专利技术进一步的方案，在步骤5)中，放置在烘箱中时，烘箱内升温至110℃，保温至多次压延形成石墨烯导热膜。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]本专利技术制备的石墨烯导热膜，以石墨烯为原料，并适量添加玻纤材料，能够在降低石墨烯用量的同时保证该石墨烯导热膜的整体韧性，且降低该石墨烯导热膜的生产成本。添加适量的环氧树脂和热稳定剂，两者相互配合，增加了石墨烯导热膜的导热性能，在将涂覆形成的石墨烯薄膜经粘胶剂进行多层相互粘接以及压延形成石墨烯导热膜，在产品结构强度以及厚度上进行改善，解决了目前石墨烯导热膜的厚度较薄且热导率也不高的问题。
[0027]为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合具体实施例来对本专利技术进行详细说明。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。
[0029]实施例1
[0030]本专利技术实施例提供了一种石墨烯导热膜，包括以下重量份的原料：
[0031]石墨烯25份；环氧树脂13份；玻纤材料4份；溶解剂1份；粘胶剂10份；热稳定剂1份；固化剂0.5份；硅烷偶联剂0.5份；去离子水17份。
[0032]在本实施例中，所述溶解剂为3mo l/L的盐酸。
[0033]在本实施例中，所述粘胶剂为聚氨酯胶粘剂；所述热稳定剂为铜盐稳定剂；所述固化剂为聚氨酰胺；所述偶联剂为硅烷偶联剂，其中，硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷。
[0034]一种石墨烯导热膜的制备方法，步骤如下：
[0035]1)按照重量份称取石墨烯、环氧树脂、玻纤材料、溶解剂、粘胶剂、热稳定剂、固化剂、偶联剂以及去离子水，备用；
[0036]2)将石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导热膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：石墨烯25
‑
40份；环氧树脂13
‑
20份；玻纤材料4
‑
8份；溶解剂1
‑
3份；粘胶剂10
‑
17份；热稳定剂1
‑
3份；固化剂0.5
‑
2份；硅烷偶联剂0.5
‑
1份；去离子水17
‑
24份。2.根据权利要求1所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述石墨烯导热膜包括以下重量份的原料：石墨烯32份；环氧树脂17份；玻纤材料6份；溶解剂2份；粘胶剂14份；热稳定剂2份；固化剂1.3份；偶联剂0.8份；去离子水20份。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述溶解剂由0.5
‑
3mol/L的盐酸、0.5
‑
3mol/L的硝酸、0.5
‑
3mol/L的硫酸、0.5
‑
3mol/L的氢氟酸中的一种或多种按任意比组成。4.根据权利要求1或2所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述粘胶剂为聚氨酯胶粘剂。5.根据权利要求1或2所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述热稳定剂为铜盐稳定剂、钙锌复合稳定剂、碘化亚铜或水滑石中的任意一种。6.根据权利要求1或2所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述固化剂为聚氨酰胺、双氰胺、四氢邻苯二甲酸酐、硫酸铵中的任意一种。7.根据权利要求1或2所述的石墨烯导热膜，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，其中，硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、KH
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆启，
申请(专利权)人：深圳力越新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：