一种超薄石墨膜的生产方法技术

本发明专利技术涉及屏蔽散热材料技术领域，尤其是一种超薄石墨膜的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：选取PI膜原材切割成规格料；覆膜；将PI膜经过PI复卷机绕制成卷形；叠膜；碳化；石墨化；卷膜：石墨化之后取出，在卷膜机上将石墨化后的产品绕卷在管芯上；压延：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度和倾斜度使石墨膜的受力点始终处于膜的中间位置，从而得到超薄石墨膜；本发明专利技术中在PI复膜阶段采用设置层间隙为烧制阶段收缩和膨胀预留空间；在石墨化之前将石墨筒取出换成较软的天然石墨纸防止石墨化时卷芯部位产生断裂，PI膜在烧制过程中能形成固定的形状不会因挤压导致石墨破裂，天然石墨纸可使产品内芯受热均匀，可提高石墨膜的柔韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄石墨膜的生产方法
本专利技术涉及屏蔽散热材料
，尤其是一种超薄石墨膜的生产方法。
技术介绍
人工合成石墨膜的制备难度与产品的规格有很大关系，一般越薄和越宽的产品制备难度越大。难度一：在于PI膜原材料在烧制过程中厚度越薄其石墨化程度越难以控制，很容易造成产品粗糙或者表面不平整等缺陷。难度二：越薄的石墨膜在压延的过程中容易断裂，且外观上容易产生裂纹等缺陷。现有烧制技术无法烧制厚度低于15μm的产品，因为产品很薄烧制过程中产品很容易变脆、且卷芯部位折痕印很深，卷膜时很容易造成断裂或缺口，造成很多不良和报废。
技术实现思路
本专利技术的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种超薄石墨膜的生产方法，该方法生产的超薄石墨膜产品合格率高。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种超薄石墨膜的生产方法，包括以下步骤：S1.选取PI膜原材切割成规格料；S2.覆膜；将PI膜经过PI复卷机绕制成卷形；S3.叠膜；S4.碳化；S5.石墨化；S6.卷膜：石墨化之后取出，在卷膜机上将石墨化后的产品绕卷在管芯上；S7.压延：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度和倾斜度使石墨膜的受力点始终处于膜的中间位置，从而得到超薄石墨膜。进一步的，所述超薄石墨膜的厚度为9-15μm。进一步的，所述步骤S1中PI膜原材的厚度为20-40μm。进一步的，所述步骤S2中PI膜绕卷后各层之间的间隙为25μm-50μm。<br>进一步的，所述步骤S2中PI膜绕卷成型后采用等离子风机进行除静电处理。进一步的，所述步骤S3中叠膜为在PI膜内芯放置石墨筒，在外围包裹天然石墨纸。进一步的，所述步骤S4中碳化之前先抽出碳化炉子里面的空气，同时充填惰性气体进行对产品进行保护，碳化温度为500℃-1300℃，时间持续16H-25H，碳化结束后，采用惰性气体进行置换降温。进一步的，所述步骤S5石墨化包括碳化后取出卷芯内石墨筒，并放入天然石墨纸，石墨化前先进行炉子抽真空，使用惰性气体进行填充并在整个石墨化过程中填充惰性气体，石墨化温度为1500℃-3000℃，时间为10H-20H。进一步的，所述卷膜的张力为0.3-1.5N，前20米的速度小于10M/MIn，中间50～100米速度小于50M/MIn，后20米速度<30M/MIn。进一步的，所述步骤S7中压延的具体工艺包括：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度：0-50米控制张力输出10％-25％，50-100米控制张力输出8-18％。进一步的，所述步骤S7中压延速度为：0-10米速度2-4m/min，0-50米速度5-10m/min，50-100米速度3-15m/min。采用本专利技术的技术方案的有益效果是：本专利技术中在PI复膜阶段采用设置层间隙的方法保证每层PI膜之间留有一定间隙，为烧制阶段收缩和膨胀预留空间。在碳化前加入氩气或氮气进行保护，减少与空气的接触；碳化后加入氩气或氮气能快速的降温；在石墨化过程中加入氩气，减少与空气的接触，保护产品及能使其更好的发泡。在叠膜阶段在卷芯位置放置石墨筒防止在碳化阶段收缩过程中形成折痕，在石墨化之前将石墨筒取出换成较软的天然石墨纸防止石墨化时卷芯部位产生断裂。PI膜在烧制过程中能形成固定的形状不会因挤压导致石墨破裂，天然石墨纸可使产品内芯受热均匀，可提高石墨膜的柔韧性。PI膜绕卷成型后采用等离子风机进行除静电处理，去除静电后，可以有效避免PI膜吸附在一起，使PI膜之间的间隙均匀，避免烧制过程中发生黏连。压延过程中调节石墨膜的受力点可有效避免裂纹的出现，本专利技术中的生产方法制备的石墨膜的产品合格率高达85-95％。具体实施方式下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但是这些实施例不是对本专利技术保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本专利技术中的超薄石墨膜的生产方法，包括以下步骤：S1.选取PI膜原材切割成规格料；S2.覆膜；将PI膜经过PI复卷机绕制成卷形；S3.叠膜；S4.碳化；S5.石墨化；S6.卷膜：石墨化之后取出，在卷膜机上将石墨化后的产品绕卷在管芯上，卷膜的张力为0.3-1.5N，前20米的速度小于10M/MIn，中间50～100米速度小于50M/MIn，后20米速度<30M/Min；S7.压延：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度和倾斜度使石墨膜的受力点始终处于膜的中间位置，从而得到超薄石墨膜。本专利技术中超薄石墨膜的厚度为9-15μm，厚度低于9μm，生产工艺要求更高，而且产品合格率低。本专利技术中步骤S1中PI膜原材的厚度为20-40μm，将原材的厚度控制在此范围内，一方面，原料成本低，另一方面，制成9-15μm的超薄石墨膜的工艺要求相比厚度更高的原材料要低一些。本专利技术中步骤S2中PI膜绕卷后各层之间的间隙为25μm-50μm，在PI复膜阶段采用设置层间隙的方法保证每层PI膜之间留有一定间隙，为烧制阶段收缩和膨胀预留空间。本专利技术中PI膜绕卷成型后采用等离子风机进行除静电处理，去除静电后，可以有效避免PI膜吸附在一起，使PI膜之间的间隙均匀，避免烧制过程中发生黏连。本专利技术中叠膜为在PI膜内芯放置石墨筒，在外围包裹天然石墨纸，在叠膜阶段在卷芯位置放置石墨筒防止在碳化阶段收缩过程中形成折痕，在石墨化之前将石墨筒取出换成较软的天然石墨纸防止石墨化时卷芯部位产生断裂，而且PI膜在烧制过程中能形成固定的形状不会因为挤压导致石墨破裂，天然石墨纸可使产品内芯受热均匀，可提高石墨膜的柔韧性。本专利技术中碳化之前先抽出碳化炉子里面的空气，同时充填惰性气体进行对产品进行保护，碳化温度为500℃-1300℃，时间持续16H-25H，碳化结束后，采用惰性气体进行置换降温，本专利技术中的惰性气体采用氮气或氩气，在碳化前加入氩气或氮气进行保护，可以减少PI膜与空气的接触，从而避免碳化过程中PI膜与氧气反应生成一氧化碳或二氧化碳，碳化后加入氩气或氮气能快速的降温，从而提高生产效率。本专利技术中石墨化包括碳化后取出卷芯内石墨筒，并放入天然石墨纸，石墨化前先进行炉子抽真空，使用惰性气体进行填充并在整个石墨化过程中填充惰性气体，石墨化温度为1500℃-3000℃，时间为10H-20H，本专利技术中的惰性气体采用氮气或氩气，在石墨化过程中加入氩气，可以减少与空气的接触，保护产品及能使其更好的发泡，同时可以保护炉体内壁。本专利技术中压延的具体工艺包括：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度：0-50米控制张力输出10％-25％，50-100米控制张力输出8-18％。步骤S5中压延速度为：0-10米速度2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括以下步骤：/nS1.选取PI膜原材切割成规格料；/nS2.覆膜；将PI膜经过PI复卷机绕制成卷形；/nS3.叠膜；/nS4.碳化；/nS5.石墨化；/nS6.卷膜：石墨化之后取出，在卷膜机上将石墨化后的产品绕卷在管芯上；/nS7.压延：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度和倾斜度使石墨膜的受力点始终处于膜的中间位置，从而得到超薄石墨膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述生产方法包括以下步骤：
S1.选取PI膜原材切割成规格料；
S2.覆膜；将PI膜经过PI复卷机绕制成卷形；
S3.叠膜；
S4.碳化；
S5.石墨化；
S6.卷膜：石墨化之后取出，在卷膜机上将石墨化后的产品绕卷在管芯上；
S7.压延：通过控制放料轴的张力调整石墨膜的松紧度和倾斜度使石墨膜的受力点始终处于膜的中间位置，从而得到超薄石墨膜。


2.根据权利要求1所述一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述超薄石墨膜的厚度为9-15μm。


3.根据权利要求1所述一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中PI膜绕卷后各层之间的间隙为25μm-50μm。


4.根据权利要求1所述一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中PI膜绕卷成型后采用等离子风机进行除静电处理。


5.根据权利要求1所述一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中叠膜为在PI膜内芯放置石墨筒，在外围包裹天然石墨纸。


6.根据权利要求1所述一种超薄石墨膜的生产方法，其特征在于：所述步骤S4中碳化之前先抽出碳化炉子...

【专利技术属性】
技术研发人员：于学军，陶龙，赖炎森，
申请(专利权)人：江苏格优碳素新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32