[發明專利]一種石墨烯導熱膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810674368.4
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108910863B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張巖;李朋;劉波;董偉;孫濤;張斌;苗燕;張叢天
• 申請（專利權）人: 中科鋼研節能科技有限公司;國宏華業投資有限公司
• 主分類號: C01B32/182
• 分類號: C01B32/182;B29D7/01
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本發明提供了一種智能石墨烯導熱膜及其制備方法，包括基礎層和附加層；基礎層是二維石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶混合的膜層；附加層是通過多層浸漬附加的二維石墨烯納米片層。該智能石墨烯導熱膜及其制備方法使得整體導熱性滿足需要，而且，基礎層是二維石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶混合的膜層，提高了柔韌性。

技術領域

本發明涉及石墨烯相關技術領域，具體為一種智能石墨烯導熱膜及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，各種電子元器件日趨輕型化，微型化，高性能化，在運行的過程中不可避免的會產生和累積大量的熱量，如果熱量不能被及時導出，過高的溫度會降低芯片的工作穩定性，增加出錯率，尤其是電子模塊與外界環境之間的過大的溫度差會形成熱應力，直接影響到電子芯片的電性能、工作頻率、機械強度以及可靠性。所以，必須依靠性能優異的散熱材料將器件所生成的熱量快速的散發出去。傳統的散熱材料主要依靠于金屬，例如銀、銅、鋁等，但是金屬材料的一些固有性質，例如密度大、耐腐蝕性差等已經嚴重的制約了其在散熱材料方面的應用。

石墨烯是由單層碳原子以sp2雜化形成的六元環平面結構，是一種理想化的二維平面材料。由于其特殊的二維晶體結構，有著很好的機械強度、電子遷移率、高比表面積等特點。同時也有著很高的理論熱導率，超過6600W/mK，是已知熱導率最高的材料。而且，Balandin等利用單層石墨烯的G峰的溫度依賴性和拉曼散射的激光激發頻率的關系計算出懸浮狀態下單層石墨烯的熱導率高達5300W/mK，遠遠高于石墨、碳納米管等其他碳材料的熱導率。由于石墨烯在片層平面內是各項同性的，在平面內的熱傳導不會存在方向性。因此將石墨烯用于導熱領域，開發新型的導熱薄膜是非常有必要，也是最有可能實現的。

但是目前來講制備石墨烯導熱膜的方法比較單一，充滿實驗性質，如以抽濾方式制備、在氣液界面分散自組裝成膜、濕法紡絲成膜、靜電噴涂沉積成膜，這些方法都被用來試制石墨烯導熱膜，但是實際生成中，沒有找到機械性能又好，導熱性能又比較突出的導熱膜。現有技術沒有在此基礎上給出明確的指示和研究方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種智能石墨烯導熱膜及其制備方法，以解決背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種智能石墨烯導熱膜，其特征在于：包括基礎層和附加層。所述基礎層是二維石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶混合的膜層；所述基礎層的重量配比為，聚乙烯比咯烷酮5-10 份、二氧化硅納米粉末3-8份、二氧化鈦納米粉末3-8份、石墨烯材料20-30 份、異丙醇25-50份、羧甲基纖維素鈉2-8份和引發劑1份；所述附加層是附著在前述基礎層兩側，通過多層浸漬附加的二維石墨烯納米片層。

所述石墨烯材料中，二維石墨烯納米片和一維石墨烯納米帶的重量比例范圍為3:7-7:3；所述引發劑采用鹽酸、硝酸或醋酸或其他無機酸中的一種。