[發(fā)明專利]一種石墨烯導(dǎo)熱硅脂及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510497776.3
• 申請(qǐng)日: 2015-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105062076A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘起權(quán);劉克;慈立杰;姜宗清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市國(guó)創(chuàng)珈偉石墨烯科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/04
• 分類號(hào): C08L83/04;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/08;C08K3/22;C08K3/36
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯導(dǎo)熱硅脂及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著3D時(shí)代的到來(lái)，電子產(chǎn)品迎來(lái)薄、輕、小、智能化、信息化等應(yīng)用要求，與此相伴的是高集成化、超速、大功率轉(zhuǎn)換器等應(yīng)用越來(lái)越密集，造成電子部件的發(fā)熱量成規(guī)模化的迅速增長(zhǎng)，由此產(chǎn)生的結(jié)果就是電子芯片的溫度或結(jié)溫迅速升高，熱量的傳導(dǎo)效果直接影響到電子產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性、使用的安全性。如何將電子元器件產(chǎn)生的多余熱量快速傳導(dǎo)并擴(kuò)散到周?chē)h(huán)境或冷卻系統(tǒng)中，是絕大部分電子產(chǎn)品發(fā)展應(yīng)用的瓶頸之一。

導(dǎo)熱硅脂是一種非常受歡迎的熱界面材料，其具有熱阻低、易填隙，用量少，導(dǎo)熱性能優(yōu)越的特性，廣泛應(yīng)用與CPU、GPU、NB、LED、LCD、高速存儲(chǔ)硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)通訊等領(lǐng)域。但到目前為止，導(dǎo)熱硅脂的導(dǎo)熱系數(shù)很難突破5W/mK，使得其在大功率電子產(chǎn)品的應(yīng)用受到限制。

純石墨烯是一種僅一個(gè)原子厚度的二維結(jié)晶體，厚度約為0.35nm左右，與三維材料不同，其低維結(jié)構(gòu)可顯著削減晶界處聲子的邊界散熱，并賦予其特殊的聲子擴(kuò)散模式。具有超薄、超堅(jiān)固、超強(qiáng)的導(dǎo)電性能及超高的導(dǎo)熱性能等特性，還兼有優(yōu)異的力學(xué)性能。有研究表明，石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)于碳納米管。普通的碳納米管其導(dǎo)熱系數(shù)約為3000W/mK，而單層石墨烯的橫向?qū)嵯禂?shù)可達(dá)5300W/mK左右。而常用的導(dǎo)熱金屬如銀、銅、金、鋁等，其導(dǎo)熱系數(shù)也遠(yuǎn)不如石墨烯，分別為429W/mK、401W/mK、317W/mK及237W/mK。優(yōu)異的導(dǎo)熱和力學(xué)性能使石墨烯在熱管理領(lǐng)域極具發(fā)展?jié)摿Γ@些性能都是基于微觀的納米尺度，要形成宏觀的應(yīng)用還有較大的困難。因此，將微觀的石墨烯組裝形成宏觀的材料，同時(shí)保持或基本保持其納米效應(yīng)將是石墨烯規(guī)模化應(yīng)用于熱管理領(lǐng)域的重要途徑。

如申請(qǐng)?zhí)枮?01210119361.9的專利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種導(dǎo)熱硅脂組合物，其組成成分及其體積百分比為：添加物50％～70％硅油30％～50％；所述添加物的組成成分為碳納米管、石墨烯和顆粒物，：所述的添加物中各成分的質(zhì)量比為：碳納米管5％～15％石墨烯50％～65％顆粒物20％～45％。該組合物具有高導(dǎo)熱率和低熱阻值，大大提高了導(dǎo)熱硅脂的散熱效率和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種配方合理、操作簡(jiǎn)單的高導(dǎo)熱性能石墨烯導(dǎo)熱硅脂及其制備方法。

為此，本發(fā)明提供了一種石墨烯導(dǎo)熱硅脂，該石墨烯導(dǎo)熱硅脂包括如下重量百分比的原料制備而成：

有機(jī)聚硅氧烷(A)5~60wt%

導(dǎo)熱填料(B)10~90wt%

石墨烯漿料(C)5~80wt%

表面處理劑(D)0.01~50wt%

觸變劑(E)0.01~1wt%。

其中：

有機(jī)聚硅氧烷，由如下通式所代表的化合物組成：R¹(SiR¹₂O)_aSiR¹_(3-b)(OR²)_b，其中，a代表5~100的整字，b代表1~3的整數(shù)，R¹代表單價(jià)烴基，R²代表烷基、烷氧基烷基、酰基、烯基等集團(tuán)，在25℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度一般為10~10,000mm²/s；

導(dǎo)熱填料是金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、碳化硅、石墨、碳納米管中的一種或兩種或多種材料的混合物，且平均粒徑為0.1~100μm；

石墨烯漿料由如下組分制備而成：

有機(jī)聚硅氧烷(A)1~80wt%

石墨烯粉體(F)1~50wt%

表面處理劑(D)0.01~50wt%

溶劑（G）10~90wt%。

其中：

上述的石墨烯粉體是還原石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯微片中的一種或兩種或三種的混合物，平均粒徑為0.05~50μm；

溶劑是無(wú)水乙醇、異丙醇、異丁醇，或它們的混合物；

表面處理劑是烷氧基硅烷或二甲基聚硅氧烷或烷氧基硅烷和二甲基聚硅氧烷的混合物；