一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，包括如下制备步骤：将氧化石墨烯滤饼用去离子分散，制得浓度为2.0～3.0wt％的氧化石墨烯分散液；均质处理，制得粘度为4000～5000cps氧化石墨烯浆料；涂布成膜；烧结处理，制得石墨烯膜；将石墨烯膜进行单层辊压，打孔，得到石墨烯散热膜基材；将石墨烯、丙烯酸树脂、助剂、去离子水混合均匀后，用砂磨机研磨，制成散热浆料，将散热浆料刮涂于所述石墨烯散热膜基材的打孔面上，烘干制得多孔结构石墨烯复合散热膜。本发明专利技术制得的石墨烯散热膜基材表面不掉粉，散热膜热导系数高、热扩散性能好，散热持久性好。散热持久性好。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及石墨烯领域，尤其是涉及一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法。

技术介绍

[0002]导热散热膜在当今的电子、通讯、航空、国防军工等诸多领域具有重大的应用，其中石墨烯散热膜因其高导热系数、重量轻、体积小等优势被广泛应用并迅速替代传统材料。
[0003]目前石墨烯散热膜主流的制备方法有涂布热处理法。涂布热处理法的工艺流程包括配置浆料、涂布、热处理、压延等工序，然后根据实际需要切割成片材。这种工艺制备的石墨烯散热膜，虽然具有较高的热导率，但在实际使用过程中，石墨烯散热膜的外表面易掉粉，导致其散热性能不持久。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，在石墨烯散热膜基材的打孔面涂覆一层散热浆料，石墨烯散热膜基材与散热浆料层复合效果好，石墨烯散热膜基材表面不掉粉，散热膜热导系数高、热扩散性能好，散热持久性好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案是：
[0006]一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：
[0007]浆料的制备：将氧化石墨烯滤饼用去离子分散，制得浓度为2.0～3.0wt％的氧化石墨烯分散液；
[0008]均质处理：将所述氧化石墨烯分散液转入高压均质机，在80～100MPa的压力下均质处理30～60min，得到粘度为4000～5000cps氧化石墨烯浆料；
[0009]涂布成膜：通过涂布机将所述氧化石墨烯浆料刮涂于PET离型膜上，刮刀间距3～5mm，以3～5m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，剥离PET离型膜，得到预处理石墨烯膜；
[0010]烧结处理：将所述预处理石墨烯膜于200～350℃低温烧结1～3h，再于1800～2500℃的高温烧结20～30min，制得石墨烯膜；
[0011]压延处理：将所述石墨烯膜以1～5米速度通过辊压机进行单层辊压，压延压力60～70MPa，压延后石墨烯膜的厚度为30～60μm；
[0012]打孔：将压延后的石墨烯膜进行打孔，打孔距离1.0～1.5mm，打孔深度25～40μm，得到石墨烯散热膜基材；
[0013]散热浆料制备：将石墨烯、丙烯酸树脂、助剂、去离子水混合均匀后，用砂磨机研磨，制成散热浆料；
[0014]制备多孔结构石墨烯复合散热膜：将所述散热浆料通过涂布机刮涂于所述石墨烯散热膜基材的打孔面上，刮刀间距100～500μm，以3～5m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，于隧道炉尾端收卷，制得多孔结构石墨烯复合散热膜。
[0015]进一步地，所述氧化石墨烯滤饼是天然鳞片石墨通过HUMMERS法制成氧化石墨烯后再经过压滤形成，氧化石墨烯滤饼的固含量为40～47wt％。
[0016]进一步地，所述散热浆料制备中：将10～20重量份的石墨烯、10～30重量份的丙烯酸树脂、0.1～1wt％助剂、50～70wt％去离子水混合均匀后，用砂磨机研磨，制成散热浆料。
[0017]进一步地，所述散热浆料的石墨烯为机械法制得，所述石墨烯为5～10层多层石墨烯，片径为5～10μm，厚度为5～15nm。
[0018]进一步地，所述散热浆料的粘度为1500～2200cps，细度≤15μm。
[0019]进一步地，所述高压均质机的流量300L/h，工作温度≤40℃，工作中用冷水机冷却水降温。
[0020]进一步地，所述烧结处理为真空烧结，真空度为2
×
10
‑3Pa，升温速率是65～75℃/min。
[0021]进一步地，所述多孔结构石墨烯复合散热膜的厚度是40～80μm。
[0022]进一步地，所述多孔结构石墨烯复合散热膜的比热容为1.57～1.63MJ/m3K、热扩散率为367.0～410.1mm2/s、热导率系数为598.9～623.8W/mK。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术通过复合散热膜的制备，在石墨烯散热膜基材上打孔，打孔后散热膜厚度不变，打孔深度不穿透基膜的另一面，在石墨烯散热膜基材的打孔面涂覆一层散热浆料，经打孔后散热膜表面形成的多孔表面可以使石墨烯散热膜基材与散热浆料层之间有更多的表面积，有利于双层散热膜之间的垂直热传导；本专利技术复合散热膜的多孔结构有利于两层之间的一种锚固状态，使两层之间的贴合更牢固，石墨烯散热膜基材表面不掉粉。本专利技术的散热膜热导系数高、热扩散性能好，散热效果好。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术的具体实施方式，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，包括如下制备步骤：
[0028]浆料的制备：将固含量为45wt％的氧化石墨烯滤饼用去离子分散，制得浓度为2.5wt％的氧化石墨烯分散液；其中，氧化石墨烯滤饼是天然鳞片石墨通过HUMMERS法制成氧化石墨烯后再经过压滤形成。
[0029]均质处理：将氧化石墨烯分散液转入高压均质机，高压均质机的流量300L/h，工作温度≤40℃，工作中用冷水机冷却水降温，在90MPa的压力下均质处理40min，得到粘度为4300cps氧化石墨烯浆料。
[0030]涂布成膜：通过涂布机将氧化石墨烯浆料刮涂于PET离型膜上，刮刀间距4mm，以4m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，剥离PET离型膜，得到预处理石墨烯膜。
[0031]烧结处理：将预处理石墨烯膜于300℃低温真空烧结2h，再于2300℃高温真空烧结20min，制得石墨烯膜。其中，真空度为2
×
10
‑3Pa，烧结升温速率是70℃/min。
[0032]压延处理：将石墨烯膜以3米速度通过辊压机进行单层辊压，压延压力65MPa，散热膜的厚度为50μm。
[0033]打孔：将压延后的石墨烯膜进行打孔，打孔距离1.0～1.5mm，打孔深度30μm，得到石墨烯散热膜基材。
[0034]散热浆料制备：将15重量份的石墨烯、20重量份的丙烯酸树脂、0.5wt％助剂、60wt％去离子水混合均匀后，用砂磨机研磨，制成粘度为2080cps、细度≤15μm的散热浆料；其中，石墨烯为5～10层多层石墨烯，片径为5～10μm，厚度为5～15nm，助剂为常用消泡剂和分散剂。
[0035]制备多孔结构石墨烯复合散热膜：将散热浆料通过涂布机刮涂于石墨烯散热膜基材的打孔面上，刮刀间距300μm，以4m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，于隧道炉尾端收卷，制得厚度是60μm的多孔结构石墨烯复合散热膜。
[0036]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，其特征在于：包括如下制备步骤：浆料的制备：将氧化石墨烯滤饼用去离子分散，制得浓度为2.0～3.0wt％的氧化石墨烯分散液；均质处理：将所述氧化石墨烯分散液转入高压均质机，在80～100MPa的压力下均质处理30～60min，得到粘度为4000～5000cps氧化石墨烯浆料；涂布成膜：通过涂布机将所述氧化石墨烯浆料刮涂于PET离型膜上，刮刀间距3～5mm，以3～5m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，剥离PET离型膜，得到预处理石墨烯膜；烧结处理：将所述预处理石墨烯膜于200～350℃低温烧结1～3h，再于1800～2500℃的高温烧结20～30min，制得石墨烯膜；压延处理：将所述石墨烯膜以1～5米速度通过辊压机进行单层辊压，压延压力60～70MPa，压延后石墨烯膜的厚度为30～60μm；打孔：将压延后的石墨烯膜进行打孔，打孔距离1.0～1.5mm，打孔深度25～40μm，得到石墨烯散热膜基材；散热浆料制备：将石墨烯、丙烯酸树脂、助剂、去离子水混合均匀后，用砂磨机研磨，制成散热浆料；制备多孔结构石墨烯复合散热膜：将所述散热浆料通过涂布机刮涂于所述石墨烯散热膜基材的打孔面上，刮刀间距100～500μm，以3～5m/min的速度进入100℃的隧道炉，烘干，于隧道炉尾端收卷，制得多孔结构石墨烯复合散热膜。2.根据权利要求1所述的多孔结构石墨烯复合散热膜的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯滤饼是天然鳞片石墨通过HUMMERS法制成氧化石墨烯后再经过压...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐彬，
申请(专利权)人：东莞市鹏威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：