【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热膜领域，特别涉及一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法。
技术介绍
1、传统的热界面材料主要有氧化铝和铜等材料，这些材料不仅导热系数低，而且系统的可移植性低，此外这些材料与电子器件之间的热膨胀系数不匹配可能导致应力失效，进一步影响材料的导热性能。因此，开发轻质高效散热的热界面材料具有十分重要的意义。
2、目前，与传统导热材料(石墨、铝、铜等)相比，石墨烯导热膜导热高且重量轻，是理想的导热材料之一。主要以氧化石墨烯为前驱体，采用高温还原或化学还原法制备。然而，在去除含氧官能团的过程中，很难保证石墨烯微片之间的良好连接，导致边界处的强声子散射；同时在层间方向上，由于范德华力较弱，热导率非常低。并且在高温或化学还原过程中引起的膨胀，层间的热传导路径进一步受到损害，这导致石墨烯导热膜具有很强的各向异性导热性能，即通过面热导率显著低于面内热导率三到四个数量级。尽管高平面内导热系数有利于防止电子器件中局部热点的形成，但高平面内导热系数对于将热量从电子器件传递到散热器至关重要。因此，石墨烯薄膜较强的各向异性热性能限制了其作为热界面材料的应用。
3、为了提高石墨烯薄膜的通平面导热性，目前常采用的方式是引入纳米级填料建立通平面导热通路。纳米填料导致了石墨烯微片边界处产生了更多的声子散射，大大降低了石墨烯薄膜的面内导热系数。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有的技术中制备高面间石墨烯导热膜采用纳米填料时，在石墨烯导热膜中面内热传导方向产生界面
2、具体方案如下：
3、一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1：将氧化石墨烯水溶液、分散助剂和功能性化合物混合，超声分散均匀后，进行脱泡处理，得到氧化石墨烯浆料；所述功能性化合物为三聚氰胺；
5、s2：将所述浆料涂布于基材上，进行干燥，得到氧化石墨烯膜；
6、s3：在保护性气氛下，对所述氧化石墨烯膜进行高温热处理，得到蓬松石墨烯导热膜；
7、s4：对所述蓬松石墨烯导热膜进行机械压制处理，得到高面内面间热导率石墨烯导热膜。
8、进一步地，步骤s1中，所述分散助剂为乙醇胺或氨水中的一种；
9、任选地，所述超声分散的时间为30～60min。
10、进一步地，步骤s1中，所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的质量占比为1-5wt％；
11、任选地，所述氧化石墨烯浆料中所述分散助剂与氧化石墨烯质量的比为(5-20):100；
12、任选地，所述氧化石墨烯浆料中所述功能性化合物与氧化石墨烯质量的比为(1-10):100。
13、进一步地，步骤s2中，所述涂布采用刮涂的方式进行；
14、任选地，所述基材为聚酰亚胺基材或聚对苯二甲酸乙二醇酯基材中一种；
15、任选地，所述涂布的厚度为3-8mm；
16、优选地，所述涂布的厚度为5mm；
17、任选地，所述干燥温度为45-80℃。
18、进一步地，步骤s3中，所述保护性气氛为氮气或氩气中一种。
19、进一步地，步骤s3中，所述高温热处理包含温度为1300～1500℃下处理1～5h，以及温度为2800～3100℃下处理3～5h；
20、任选地，所述1300～1500℃高温热处理过程中的升温速率为1～2℃/s；
21、任选地，所述2800～3100℃高温热处理过程中升温速率为5～10℃/min。
22、进一步地，步骤s3中，所述机械压制处理的压力为50～100mpa，压力保持时间为60～240min。
23、本专利技术还保护一种由上述所述的方法制备得到的高面内面间热导率石墨烯导热膜，具体内容如下：
24、进一步地，所述高面内面间热导率石墨烯导热膜的厚度在30-70μm；
25、任选地，所述石墨烯导热膜的面内热导率≥1300w/(m·k)，面间热导率≥5w/(m·k)。
26、另一方面，本专利技术还保护所述高面内面间热导率石墨烯导热膜应用于导热领域。
27、有益效果：
28、本专利技术中，分散助剂可以降低浆料粘度，提高功能性化合物的溶解性；功能性化合物可以构建氧化石墨烯微片层与层之间的导热通路，抑制热处理过程中层间导热通路的减少，并作为氮的掺杂源，弥补了石墨烯微片中的缺陷(如空位)，可以有效提升最终产物石墨烯导热膜的面内与面间热导率。同时，采用乙醇胺、氨水等含有羟基和胺基的分散助剂，有利于其在水溶液中形成的氢键等结构，可起到有效降低水溶液黏度的作用；且乙醇胺和氨水等分散助剂可以有效的增强所用功能性化合物的分散，便于更好的与氧化石墨烯之间相互作用。
29、再则，控制黏度以保证水溶液在涂布过程中良好的流动性，这样可以实现干燥后的薄膜表面更加平整。
30、进一步地，热处理过程中氧化石墨烯的质量越多导致产生的膨胀越多，会影响薄膜结构。因此在制备过程中需控制氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的质量比为1-5wt％，才不会导致过度膨胀，薄膜结构稳定。
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1.一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述分散助剂为乙醇胺或氨水中的一种；
3.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的质量占比为1-5wt％；
4.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述涂布采用刮涂的方式进行；
5.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述保护性气氛为氮气或氩气中一种。
6.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述高温热处理包含温度为1300～1500℃下处理1～5h，以及温度为2800～3100℃下处理3～5h；
7.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述机械压制处理的压力为50～10
8.权利要求1-7任一所述的方法制备得到的高面内面间热导率石墨烯导热膜。
9.根据权利要求8所述的高面内面间热导率石墨烯导热膜，其特征在于：所述高面内面间热导率石墨烯导热膜的厚度在30-70μm；
10.权利要求9所述高面内面间热导率石墨烯导热膜的用途，其特征在于：所述高面内面间热导率石墨烯导热膜应用于导热领域。
...【技术特征摘要】
1.一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述分散助剂为乙醇胺或氨水中的一种；
3.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的质量占比为1-5wt％；
4.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述涂布采用刮涂的方式进行；
5.根据权利要求1所述一种高面内面间热导率石墨烯导热膜的制备方法，其特征在于：步骤s3中，所述保护性气氛为氮气或氩气中一种。
6.根据权利要求1所述一种高面内面间...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学骜，毕子阳，林明源，黄若禹，
申请(专利权)人：昆山厦大创新中心，
类型：发明
国别省市：
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