本发明专利技术涉及一种高效连续大面积制备导热石墨薄膜的方法，属于导热、散热或均热材料制备技术领域。本发明专利技术采用在多层结构基底薄膜上连续辊涂石墨烯或膨胀石墨分散液或浆料，将覆有涂层的基底薄膜通过热烘道或者热风道，去除溶剂；然后采用对辊压延机或者液压机将涂层反复压实制得高导热石墨烯或膨胀石墨薄膜，在薄膜表面背胶或保护膜、离型纸等。通过本发明专利技术所制得的石墨薄膜具有优异的导热性能(水平方向导热系数可达300～1500W/m·K)，并且可大面积批量生产，该产品在电子产品散热领域，地暖或墙暖系统的均热导热上都有非常好的应用效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石墨烯或膨胀石墨在制备导热石墨膜上的具体应用，属于导热、散热或均热材料制备
技术介绍
现今电子产品的小型化，诸如手机、平板电脑、阅读器、电脑等，使得集成电路的集成度更高，封装要求也更高。但是，随之而来的散热问题制约了电子消费品向薄、轻、小、便携式的发展方向。在高温超导材料普及应用之前，探索导热率更高、密度小、耐高温的新型导热散热材料显得至关重要。这种材料能保证的电子消费品的可靠性，及使用寿命等。目前，市面上出售的石墨或石墨烯类散热膜主要制备方法为高分子薄膜热分解法和热膨胀石墨压延法。①高分子薄膜热分解法是主要利用热收缩性较小的聚酰胺(PA)、聚亚酰胺(PI)、聚苯并咪唑(PBI)、聚苯并双咪唑(PBBI)、聚对亚苯基亚乙烯(PPV)等高分子薄膜直接进行高温烧结碳化-石墨化-压延等工艺而成。如:申请号为201410421775.6公开号为CN104176733A的中国专利一种高导热石墨膜的制造方法以聚亚酰胺薄膜为原材料，经过预备烧制和高温烧制两个过程，来达到所需的高导热性能，制得的石墨膜密度可达2.0g/cm3，导热系数可达1600W/m*K。另有中国专利授权公告号为:CN103059761A(申请号:CN201210584542.9)、CN103787323A(申请号:CN201410036030.8)、CN103796493A(申请号:CN201410036121.1)、CN103763892A(申请号:CN201410037378.9)、CN103770415A(申请号:CN201410038241.5)等都是以聚酰亚胺薄膜为原料进行高温烧结碳化-石墨化-压延的工序制得石墨膜的，压延后导热系数最高也可达1750W/m.Κ。虽然在导热性能上有突出优点，但是这些方法的弊端也是显而易见:高温高能耗不符合绿色环保的要求；对生产设备要求异常苛刻，石墨化过程中还要通惰性气体保护，良品率不高，不能连续性大面积的生产使得生产效率低下；原材料来源少，成本高也是弊端之一。②热膨胀石墨压延法主要是用常用的天然石墨粉体经过各种处理后再压延成片状，一般步骤有热膨化-除杂-混合粘结剂-压延成片，如:申请号为CN201110002281.0，公开号为CN102175089A的中国专利申请一种超薄石墨纸散热片及其制造方法以石墨为原料，在950°C的膨胀炉内进行热膨胀加工，最后经过压延，得到超薄石墨稀纸。石墨稀纸的最薄厚度为40微米，导热系数为300W/m.Κ。另有中国专利申请号为:CN201210242732.2(公开号为 CN102730675A)、CN201210474790.8 (公开号为CN103387225A)、CN201410075835.3 (公开号为CN103805144A)等均以此种方法进行制备导热散热石墨膜。这种方法虽然在高温能耗和原材料成本上比高分子薄膜热分解法上具有一定的优势，但是还存在制备步骤复杂繁多，不可连续大面积的生产，所制得的石墨膜在力学性能和导热性能上相对稍差等缺点。上述压延只是普通的压延机压延，上述专利也没有提到具体如何压延及工艺参数。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供了一种高效连续大面积的制备导热石墨膜的方法，采用取向辊压的工艺，即利用上下辊的辊速差使石墨烯或膨胀石墨微片定向取向，在石墨膜表面施加横向剪切力，使石墨烯或膨胀石墨微片定向取向，从而获得水平面上的高导热性能。其目的在于克服上述高分子薄膜热分解法和热膨胀石墨压延法的一些缺点，比如:高能耗、工艺条件苛刻、良品率低等。在保证导热性能的前提下同时大幅降低生产能耗及成本，提高产品的稳定性和质量，还可以使得石墨膜的产品厚度控制在低于20 μπι的范围内，最终可制得性价比优异的导热石墨膜产品。本专利技术提供了一种高效连续大面积的制备导热石墨膜，该导热石墨膜为四层结构、五层结构或六层结构；其中，四层结构由上而下依次是离型膜或离型纸-石墨烯或膨胀石墨涂层-丙烯酸类粘结层-离型膜；五层结构由上而下依次离型膜或离型纸-石墨烯或膨胀石墨涂层-超薄PET、PI或PEEK耐高温增强膜-丙烯酸类粘结层-离型膜；六层结构由上而下依次离型膜或离型纸-石墨烯或膨胀石墨涂层-超薄PET、PI或PEEK耐高温增强膜-丙烯酸类粘结层-石墨烯或膨胀石墨涂层-离型膜或离型纸。本专利技术还提供了上述高效连续大面积的制备导热石墨膜的方法，其技术方案包括以下步骤:A、石墨烯或膨胀石墨分散液浆料的调配:将石墨烯或膨胀石墨粉体分散到环保型(含水溶性或乙醇溶)胶黏剂的溶液中，控制胶黏剂与石墨烯或膨胀石墨粉体的质量比以保证合适的粘度适用于辊涂工艺。B、多层结构基底薄膜的选择:基底薄膜为三层或五层结构，材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚亚酰胺(PI)或聚醚醚酮(PEEK)高分子薄膜和丙烯酸类胶黏剂。C、辊涂、干燥及取向辊压工艺:辊涂工艺是采用多层结构基底薄膜的粘性层上进行连续性辊涂调配好的石墨烯或膨胀石墨分散液浆料的操作。其中，干燥过程是将辊涂有石墨烯或膨胀石墨涂层的基底薄膜进行烘干处理，然后对薄膜进行一次或多次取向辊压，使石墨烯或膨胀石墨涂层更紧致密实，晶粒取向规整；再在涂层表面附上超薄粘结层或表面保护膜。所述的石墨烯为单层或多层片状结构；所述的膨胀石墨为膨胀倍数大于100倍的蠕虫片状结构石墨；所述的环保型胶黏剂为水溶性或乙醇溶胶黏剂溶液，环保型胶黏剂优选水玻璃溶液、丁苯橡胶/羧甲基纤维素乳液、天然橡胶乳液、丁腈橡胶乳液、顺丁橡胶乳液、聚四氟乙烯水溶液、聚乙烯醇水溶液、丙烯酸/丙烯酸酯类乳液、聚氨酯乳液或羟乙基纤维素乙醇溶液。所述的石墨烯或膨胀石墨粉体与胶黏剂的质量比为4:1?10:1 ;在本专利技术的一个优选实施例中，石墨烯粉体质量与聚四氟乙烯乳液溶质的质量比4:10在本专利技术的另一个优选实施例中，石墨烯粉体质量与天然橡胶乳液溶质的质量比9:1。在本专利技术的另一个优选实施例中，石墨烯粉体质量与聚乙烯醇水液溶质的质量比9.5:1 ο在本专利技术的另一个优选实施例中，膨胀石墨粉体质量与丁腈橡胶乳液溶质的质量比 8.5:10在本专利技术的另一个优选实施例中，石墨烯粉体质量与顺丁橡胶乳液液溶质的质量比 10:1。所述的合适的棍涂工艺粘度为3000mPa.s?1000mPa.S。所述的基底薄膜三层结构为:上层为0.15?0.03mm的PET离型膜，中间为0.006?0.03mm的丙稀酸类胶黏层，下层为厚度在0.01?0.05mm的PET离型层；所述的基底薄膜五层结构依次为:上层为0.15?0.03mm的PET离型膜，中间三层是两面均涂敷有0.001?0.005mm厚度的丙稀酸类胶黏剂的0.01?0.05mm的PI或PEEK耐200°C高温的薄膜，最底层为0.01?0.05mm的PET离型膜层。所述的PET离型膜，是热转印常用到的一种材料，底材是PET，经过涂布硅油而成所以也叫硅油膜。常规厚度从25um至150um。有冷热撕和光哑面之分，经过防静电和防划伤处理，产品具有很好的吸附性和贴合性。所述的丙稀酸类胶黏层，是指涂有丙稀酸类胶黏剂层。PI薄膜，聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，由均苯四甲酸二酐(PMDA)和二胺基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导热石墨膜，其特征在于，该导热石墨膜为四层结构、五层结构或六层结构；其中，四层结构由上而下依次是离型膜或离型纸‑石墨烯或膨胀石墨涂层‑丙烯酸类粘结层‑离型膜；五层结构由上而下依次离型膜或离型纸‑石墨烯或膨胀石墨涂层‑超薄PET、PI或PEEK耐高温增强膜‑丙烯酸类粘结层‑离型膜；六层结构由上而下依次离型膜或离型纸‑石墨烯或膨胀石墨涂层‑超薄PET、PI或PEEK耐高温增强膜‑丙烯酸类粘结层‑石墨烯或膨胀石墨涂层‑离型膜或离型纸。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺祖章，张燕萍，蔡轩昊，赵志国，
申请(专利权)人：上海利物盛企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。