【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热材料，尤其涉及一种聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着现代电子设备及组件逐渐向轻量化、集成化、多功能化等方向的快速发展，超大规模的集成电路会在工作过程中产生和累计大量热量，电子系统的高效散热已经成为现今亟需解决的难题之一。除此之外，多种复杂、苛刻、瞬息万变的工作环境，例如可穿戴技术、多角度折叠技术等还对电子设备的机械强度及柔韧性提出了严苛的要求。因此，亟需研制出一种兼具良好散热及机械性能的轻质多功能型热界面材料，起到界面填充并且高效导热的作用，以满足现今微电子器件的热管理需求。
2、聚酰亚胺(pi)因其优异的耐热性能和机械性能被广泛应用于热管理领域。随着5g时代的到来，各个产业不断升级，对高性能pi导热材料的需求将进一步增大。但传统pi的本征导热系数较低，限制了其在电子设备热管理中的应用，为此，通常在pi基底中添加高导热填料，通过调控导热填料在基体中的分散状态，构筑有序的导热通路，进而有效减弱声子散射，实现pi复合材料散热性能的显著提高。然而，聚合物与填料之间的界面不相容性是限制pi复合材料散热性能的重要因素，尽管通过填料的表面改性可以减小界面热阻、提升pi复合材料的散热性能，但仍存在表面改性不充分和引入其他杂质、缺陷和声子反向散射等造成改性期间导热填料的本征导热率降低的问题；另一方面，导热填料在聚合物基体中的无序分布导致热量在从热源向冷源的传递过程中无法形成连续的传热通道。研究表明，利用磁场、电场以及应力等诱导可以实现填料的取向排列，有利于导热通路的形成，但随着
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料及其制备方法和应用。本专利技术提供的聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料散热性能好。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将聚酰胺酸溶液涂覆到直立石墨烯纳米片阵列的表面后进行亚胺化处理，得到所述聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料。
5、优选地，所述亚胺化处理包括依次进行第一热处理、第二热处理、第三热处理和第四热处理，所述第一热处理的温度为50～80℃，保温时间为3～6h，所述第二热处理的温度为100～135℃，保温时间为1～3h，所述第三热处理的温度为150～200℃，保温时间为1～3h，所述第四热处理的温度为250～300℃，保温时间为2～4h。
6、优选地，所述聚酰胺酸溶液的固含量为7％～12％。
7、优选地，每3cm×3cm所述直立石墨烯纳米片阵列涂覆聚酰胺酸溶液的体积为9～15ml。
8、优选地，所述直立石墨烯纳米片阵列由管式炉内热化学生长法制得，所述管式炉内热化学生长法以葡萄糖水溶液为碳前驱体，以304不锈钢为生长基底。
9、优选地，所述生长基底的表面粗糙度为50～300nm。
10、优选地，所述管式炉内热化学生长法的过程为：5～10℃/min升温至850～900℃，保温生长2～3h，再降温至200～300℃。
11、优选地，所述聚酰胺酸溶液由4,4'-二氨基二苯醚和均苯四甲酸酐在溶剂中聚合制得。
12、本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料。
13、本专利技术还提供了上述技术方案所述的聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料在散热领域中的应用。
14、本专利技术提供了一种聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料的制备方法，包括以下步骤：将聚酰胺酸溶液涂覆到直立石墨烯纳米片阵列的表面后进行亚胺化处理，得到所述聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
16、本专利技术制得了一种兼具良好热学和高机械性能的轻质多功能热界面管理薄膜材料，利用高柔性和高强度的聚酰亚胺为基体，具有垂直定向排列的直立石墨烯纳米片结构为导热填料，实现了聚酰亚胺/直立石墨烯复合从基底上的剥离，扩大了散热复合薄膜材料的范围，其中导热填料无需复杂的表面改性和取向设计，直立石墨烯纳米片阵列的独特结构特征可以克服复合材料在制备过程中填料易团聚的缺点，提供更多的传热通道，赋予了聚酰亚胺复合薄膜优异的散热性能。
17、实施例的数据表明，本专利技术制得的聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料散热性能好，散热时间相比于空白聚酰亚胺薄膜缩短了35.7％～55.6％，相比于聚酰亚胺/石墨烯复合薄膜缩短了32.5％～54.5％，导热系数相比于空白聚酰亚胺薄膜提高了36.4％～95.7％，相比于聚酰亚胺/石墨烯复合薄膜提高了30.4％～87.5％，证明了具有高度取向结构的直立石墨烯纳米片阵列结构对聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料的散热性能的提升起到了重要的作用。
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1.一种聚酰亚胺/直立石墨烯复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述亚胺化处理包括依次进行第一热处理、第二热处理、第三热处理和第四热处理，所述第一热处理的温度为50～80℃，保温时间为3～6h，所述第二热处理的温度为100～135℃，保温时间为1～3h，所述第三热处理的温度为150～200℃，保温时间为1～3h，所述第四热处理的温度为250～300℃，保温时间为2～4h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺酸溶液的固含量为7％～12％。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，每3cm×3cm所述直立石墨烯纳米片阵列涂覆聚酰胺酸溶液的体积为9～15mL。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述直立石墨烯纳米片阵列由管式炉内热化学生长法制得，所述管式炉内热化学生长法以葡萄糖水溶液为碳前驱体，以304不锈钢为生长基底。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述生长基底的表面粗糙度为50～300nm。
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