[發明專利]一種耐沖擊導熱鋁合金-碳纖維-石墨烯層合板的制備方法

有效

• 申請號: 201711203752.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107984838B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陶杰;靳凱;陳虞杰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B32B27/04
• 分類號: B32B27/04;B32B15/14;B32B27/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B37/12;B32B37/02;B32B37/06;B32B37/10;H01L23/373
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 付金豹

本發明公開了一種耐沖擊導熱鋁合金?碳纖維?石墨烯層合板的制備方法，包括以下步驟：1)、對鋁合金坯料內外兩表面進行不同表面處理，對石墨烯導熱膜進行表面處理；2)、將經過表面處理后的鋁合金坯料、環氧樹脂膠膜及石墨烯導熱膜進行多層鋪設；3)、將鋪設完成的層合板置于硫化機中，采用預設加熱制度同時進行環氧樹脂固化和鋁合金時效成形，實現鋁合金?碳纖維?石墨烯層合板的制備。本發明首次提出了一種適合于量產的電子產品用鋁合金?碳纖維?石墨烯層合板的制備方案，其制備過程簡單，制備成品性能穩定，層間性能較好，不易分層，適合在電子元器件中長時間應用。

技術領域

本發明涉及一種電子領域，特別涉及一種鋁合金-碳纖維-石墨烯層合板的制備方法，屬于復合材料的制備領域。

背景技術

手機，電腦等電子產品在頻繁的使用或玩游戲的情況下，手內部發熱會變得非常嚴重，尤其是芯片、電池、顯卡等。發熱太高一方面會導致握起來手感不適，另一方面手機的性能也可能會受到影響，甚至是重啟或死機。因此為了能夠讓電子產品熱量更快散出去，不少手機廠商都會給手機貼上石墨散熱片，也就是我們常說的石墨散熱。

導熱石墨片也稱散熱片，它是一種高導熱散熱材料，化學成分主要是單一的碳(C)元素,是一種自然元素礦物。薄膜高分子化合物可以通過化學方法高溫高壓下得到石墨化薄膜，雖然碳元素是非金屬元素，但是卻有金屬材料的導電，導熱性能，還具有象有機塑料一樣的可塑性，并且還有特殊的熱性能，化學穩定性，潤滑和能涂敷在固體表面的等等一些良好的工藝性能，因此導熱石墨在中眾多領域都有被廣泛的應用，包括了我們航空、國防、照片以及我們身邊的電子產品。

石墨烯具有極高的熱導率和熱輻射系數，單層石墨烯的導熱系數可達5300W/mK，不僅優于碳納米管、石墨導熱膜，更是遠高于金屬中導熱系數最高的銀、銅、金、鋁等，因此石墨烯作為輔助散熱的導熱塑料或者膜片具有巨大的應用前景。石墨烯導熱塑料的開發，可以為各種散熱需求提供性能更加優異的新型的散熱產品，例如各種電子設備(如LED燈)的外殼散熱，目前國外已經有廠家開發出了成型的導熱塑料并進入市場。

另一方面，石墨烯制成的散熱膜散熱性能會大大優于石墨片，實測的熱導率可達到1000W/mK以上，同時膜片具有良好的柔韌性易于加工。而散熱薄膜是計算機、手機制造中的關鍵材料，比如蘋果手機目前用的散熱膜是用石墨片制成的，因此高性能的石墨烯散熱薄膜是如智能手機、平板電腦等高性能、超薄電子產品的理想散熱材料。

在現今應用中，石墨烯導熱膜直接鋪貼在手機背板、電腦蓋板、某些廠商嘗試將導熱膜集成在電子器件背板中，但存在以下問題，(1)在直接鋪貼在電子器件金屬后蓋的石墨烯導熱膜，使得手機的一體性不足，為后續手機的防水防塵性能等的開發增加了難度，(2)使用時間較長，石墨烯膜貼的膠黏性也會下降。(3)普通鋁合金制得電子元件背板，由于鋁合金強度較低，容易發生彎曲，不能抵御一定的沖擊，耐疲勞性能較差。

層合板常見于復合材料領域，是由多個單層板或者預浸料粘合在一起組成整體的結構板，通常采用預浸料多層鋪設再固化或者單層通過膠黏劑板粘接在一起，采用物理結合的方式，形成面向不同需求的不同板材。

制成鋁合金-碳纖維-石墨烯層合板的板材則存在以下問題：(1)層間性能較差，在進行后續加工處理時層合板容易分層，不穩定。(2)鋁合金與導熱膜之間存在大量的氣泡，嚴重影響了導熱效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述缺陷，提供一種力學性能優良，重量輕、防摔、耐沖擊、耐疲勞、穩定、層間性能良好、氣泡少且適用于各種電子器件的防摔，耐沖擊，導熱鋁合金-碳纖維-石墨烯層合板制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明的提供了一種耐沖擊導熱鋁合金-碳纖維-石墨烯層合板的制備方法，包括以下步驟：

1)、對鋁合金坯料內外兩表面進行不同表面處理，對石墨烯導熱膜進行表面處理；