复合泡棉及其制备方法、电子设备技术

本申请涉及复合泡棉及其制备方法、电子设备，复合泡棉包括石墨烯，沿厚度方向将所述复合泡棉划分为第一部分及第二部分，所述第一部分的压缩回弹率大于所述第二部分的压缩回弹率；所述第一部分的导热系数小于所述第二部分的导热系数，所述导热系数包括水平导热系数及垂直导热系数中的至少一种。本申请的复合泡棉具有压缩回弹性及导热性，一方面能够起到良好的缓冲减震保护作用，同时可将热量快速通过垂直方向传递出去；石墨烯导热泡棉具有耐高温、重量轻、导热系数高、化学稳定性强、热膨胀系数小等特点，有利于电子设备的小型化、微型化、轻量化和高功率化。量化和高功率化。量化和高功率化。

【技术实现步骤摘要】
复合泡棉及其制备方法、电子设备


[0001]本专利技术涉及散热材料
，尤其涉及复合泡棉及其制备方法、电子设备。

技术介绍

[0002]目前随着电子设备的轻量化发展，电子设备高度集成，其中高功耗器件(例如：相机摄像头、芯片、电池、射频模块等)。目前采用的集成方案多采用导电布、高分子泡棉产品，但这类材料导热性能低，导致相机局部温度容易过高，且缓冲减震效果有限，不能起到良好的保护作用。为达到散热及缓冲的作用，现有技术中一般采用泡棉及导热材料多层结构加胶复合的方式，材料加工工艺复杂，成本高。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种复合泡棉及其制备方法、电子设备，该复合泡棉兼具优异的散热及缓冲性能，有利于电子设备小型化、轻量化。
[0004]第一方面，本申请提供一种复合泡棉，所述复合泡棉包括石墨烯，沿厚度方向将所述复合泡棉划分为第一部分及第二部分，所述第一部分的压缩回弹率大于所述第二部分的压缩回弹率，所述第一部分的导热系数小于所述第二部分的导热系数，所述导热系数包括水平导热系数及垂直导热系数中的至少一种。
[0005]在一些实施方式中，所述第一部分与所述第二部分的厚度比为(1～3)：1。
[0006]在一些实施方式中，所述第一部分的压缩回弹率为P1％，P1＞90。
[0007]在一些实施方式中，所述第二部分的压缩回弹率为P2％，P1‑
P2＞20。
[0008]在一些实施方式中，所述第二部分的压缩回弹率为P2％，P2＞70。
[0009]在一些实施方式中，所述第一部分的压缩率为Q1％，70≤Q1≤95。
[0010]在一些实施方式中，所述第二部分的压缩率为Q2％，40≤Q2＜70。
[0011]在一些实施方式中，所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，0.05≤A1＜0.5。
[0012]在一些实施方式中，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0.5≤A2≤1.0。
[0013]在一些实施方式中，所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，A2＞A1。
[0014]在一些实施方式中，所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0＜A2‑
A1≤0.5。
[0015]在一些实施方式中，所述第一部分的水平导热系数大于50W/m
·
K，所述第一部分的垂直导热系数大于5W/m
·
K。
[0016]在一些实施方式中，所述第二部分的水平导热系数大于100W/m
·
K，所述第二部分的垂直导热系数大于5W/m
·
K。
[0017]在一些实施方式中，所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，A1的取值范围为0.05～0.5。
[0018]在一些实施方式中，所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0＜A2‑
A1≤0.5。
[0019]在一些实施方式中，所述复合泡棉包括一维支撑材料。
[0020]在一些实施方式中，所述一维支撑材料为纳米材料。
[0021]在一些实施方式中，所述一维支撑材料包括碳纳米管、碳纤维和高分子纤维中的至少一种。
[0022]在一些实施方式中，所述复合泡棉具有孔结构。
[0023]在一些实施方式中，所述复合泡棉具有孔结构，所述复合泡棉具有孔结构，至少部分的所述孔由二维片层的石墨烯及一维支撑材料搭接构成。
[0024]在一些实施方式中，所述一维支撑材料的长度为5μm～400μm，直径为5nm～20μm。
[0025]在一些实施方式中，所述第一部分具有第一孔结构，所述第一孔结构的横向孔径与纵向孔径的比值为1～2。
[0026]在一些实施方式中，所述第一部分具有第一孔结构，所述第一孔结构的横向孔径为30μm～200μm。
[0027]在一些实施方式中，所述第二部分具有第二孔结构，所述第二孔结构的横向孔径与纵向孔径的比值为2～4。
[0028]在一些实施方式中，所述第二部分具有第二孔结构，所述第二孔结构的横向孔径为100μm～200μm。
[0029]在一些实施方式中，所述复合泡棉的厚度为0.15mm～3.0mm。
[0030]在一些实施方式中，所述复合泡棉的密度为0.05g/cm3～1.0g/cm3。
[0031]在一些实施方式中，所述复合泡棉的水平导热系数50～200W/m
·
K，垂直导热系数为5～30W/m
·
K。
[0032]第二方面，本申请提供一种复合泡棉的制备方法，包括如下制备步骤：
[0033]制备含氧化石墨烯的浆料，将所述浆料成膜处理得到原膜；
[0034]将部分所述原膜进行发泡预膨胀处理，得到预膨胀膜；
[0035]将所述预膨胀膜进行碳化处理及石墨化处理，得到复合泡棉。
[0036]在一些实施方式中，所述浆料还包括一维支撑材料。
[0037]在一些实施方式中，所述氧化石墨烯与所述一维支撑材料的质量比为100：(1～20)。
[0038]在一些实施方式中，所述一维支撑材料为纳米材料。
[0039]在一些实施方式中，所述一维支撑材料包括碳纳米管、碳纤维和高分子纤维中的至少一种。
[0040]在一些实施方式中，所述浆料中的氧化石墨烯的粒度为1μm～5μm。
[0041]在一些实施方式中，所述浆料的粘度为10000cps～50000cps。
[0042]在一些实施方式中，所述原膜的厚度为100μm～400μm。
[0043]在一些实施方式中，所述氧化石墨烯中的碳原子与氧原子的质量比为1.6～2.4。
[0044]在一些实施方式中，所述浆料中的固体颗粒的质量含量为0.5％～5％。
[0045]在一些实施方式中，将部分的所述原膜进行发泡预膨胀处理的步骤，包括：利用发泡剂溶液浸润所述原膜的厚度的一半或一半以下，然后水洗去除溶剂。
[0046]在一些实施方式中，所述发泡剂溶液的浸润时间为5s～60s。
[0047]在一些实施方式中，所述去除溶剂的方式包括水洗及干燥处理。
[0048]在一些实施方式中，所述干燥处理的温度为40℃～400℃。
[0049]在一些实施方式中，所述发泡剂溶液包括化学发泡剂，所述化学发泡剂包括水合肼、氢氧化钠、硼氢化钠和维生素C中的至少一种。
[0050]在一些实施方式中，所述发泡剂溶液包括物理发泡剂，所述物理发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙和碳酸镁中的至少一种。
[0051]在一些实施方式中，所述发泡剂溶液的质量浓度为1wt％～9wt％。
[0052]在一些实施方式中，所述碳化处理的温度为900℃～1200℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合泡棉，其特征在于，所述复合泡棉包括石墨烯，沿厚度方向将所述复合泡棉划分为第一部分及第二部分，所述第一部分的压缩回弹率大于所述第二部分的压缩回弹率；所述第一部分的导热系数小于所述第二部分的导热系数，所述导热系数包括水平导热系数及垂直导热系数中的至少一种。2.根据权利要求1所述的复合泡棉，其特征在于，所述复合泡棉包括如下特征中的至少一种：(1)所述第一部分与所述第二部分的厚度比为(1～3)：1；(2)所述第一部分的压缩回弹率为P1％，P1＞90；(3)所述第二部分的压缩回弹率为P2％，P1‑
P2＞20；(4)所述第二部分的压缩回弹率为P2％，P2＞70；(5)所述第一部分的压缩率为Q1％，70≤Q1≤95；(6)所述第二部分的压缩率为Q2％，40≤Q2＜70；(7)所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，0.05≤A1＜0.5；(8)所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0.5≤A2≤1.0；(9)所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，A2＞A1；(10)所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0＜A2‑
A1≤0.5；(11)所述第一部分的水平导热系数大于50W/m
·
K，所述第一部分的垂直导热系数大于5W/m
·
K；(12)所述第二部分的水平导热系数大于100W/m
·
K，所述第二部分的垂直导热系数大于5W/m
·
K；(13)所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，A1的取值范围为0.05～0.5；(14)所述第一部分的密度为A
1 g/cm3，所述第二部分的密度为A
2 g/cm3，0＜A2‑
A1≤0.5。3.根据权利要求1所述的复合泡棉，其特征在于，所述复合泡棉包括一维支撑材料，所述复合泡棉包括如下特征中的至少一种：(1)所述一维支撑材料为纳米材料；(2)所述一维支撑材料包括碳纳米管、碳纤维和高分子纤维中的至少一种；(3)所述复合泡棉具有孔结构；(4)所述复合泡棉具有孔结构，至少部分的孔由二维片层的石墨烯及一维支撑材料搭接构成；(5)所述一维支撑材料的长度为5μm～400μm，直径为5nm～20μm；(6)所述第一部分具有第一孔结构，所述第一孔结构的横向孔径与纵向孔径的比值为1～2；(7)所述第一部分具有第一孔结构，所述第一孔结构的横向孔径为30μm～200μm；(8)所述第二部分具有第二孔结构，所述第二孔结构的横向孔径与纵向孔径的比值为2～4；(9)所述第二部分具有第二孔结构，所述第二孔结构的横向孔径为100μm～200μm。4.根据权利要求1～3任一项所述的复合泡棉，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，崔佳铭，章登科，王乾龙，
申请(专利权)人：深圳市深瑞墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：