[發明專利]一種石墨烯與陶瓷復合散熱膜及其制備工藝

在審

• 申請號: 201910814822.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110421924A
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 戈俞輝
• 申請（專利權）人: 江蘇豐創新材料有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/06;B32B27/32;B32B27/36;B32B33/00;B32B37/06;B32B37/10;B32B37/15
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本發明公開了一種石墨烯與陶瓷復合散熱膜及其制備工藝。這種石墨烯與陶瓷復合散熱膜，將石墨烯粉體、陶瓷材料、相變材料和熱熔膠這些原料混合均勻攪拌后倒入螺桿擠出機，擠出溫度為100～180℃，擠出成膜，得到基材；然后在基材上下兩個面上熱壓有高分子薄膜，熱壓溫度為100～180℃，得到石墨烯與陶瓷復合散熱膜，經過模切，包裝得到成品。本發明設計合理，操作簡便，由石墨烯粉體、陶瓷材料、相變材料和熱熔膠這些原料擠出成膜得到基材，然后再在基材上下表面熱壓有高分子薄膜，得到石墨烯與陶瓷復合散熱膜成品；本發明中的相變材料對熱量進行吸收，以便石墨烯有充分的時間與空氣對流散熱，最終達到實際散熱效果優于純石墨烯材料。

技術領域

本發明涉及復合散熱膜制備技術領域，尤其是一種石墨烯與陶瓷復合散熱膜及其制備工藝。

背景技術

隨著電子產品日趨智能及復雜化，其產品內部所需的元器件數量增多，集成度變高。而這種情況帶來的直接影響是電子產品在運行過程中產生的熱量越來越大。這些熱量如果不及時排出，很容易迅速積累而形成高溫。高溫的產生將大大降低這些電子產品的性能、可靠性和使用壽命。所以電子產品行業對作為熱控系統核心部件的散熱材料的要求越來越高，不但要求散熱材料具有高效的散熱性能，還必須同時具備質量輕、材料薄、柔韌性好的特點。

在目前電子產品中廣泛使用的散熱膜材料主要有天然石墨膜和人工石墨膜。

天然石墨膜制備工藝復雜，成型困難，制備出的散熱膜柔韌性較差，厚度較厚，不能很好地滿足電子產品的設計要求。對于天然石墨膜，中國專利申請CN102730675A公開了一種高導熱石墨膜及其制備方法，該技術通過將一定比例的天然石墨和復合氧化劑混合，并通過一系列反應，最后將壓延成片的樣品炭化及石墨化制備出天然石墨膜。雖然該產品具有很好的導熱系數，但是制備出的膜較厚(至少達到100μm)且柔韌性較差，較厚的散熱膜材料在電子產品中占據太多空間，直接影響產品的設計結構，在電子產品日益做薄的前提下，天然石墨膜的市場占有率將會越來越低。

人工石墨膜價格過高，主要是由于其制造成本過高。在制備過程中人工石墨膜成型溫度過高及成型時間過長導致的高耗能帶來了制造成本的上升，該種技術工藝不能滿足日益重要的國家節能減排的要求。對于人工石墨膜，中國專利申請CN103080005A公開的石墨膜及其制造方法，該技術通過高溫炭化及高溫石墨化聚酰亞胺薄膜制備得到人工石墨膜，該散熱膜材料膜厚可設計，膜最薄可達到5μm，散熱效果非常好，且密度較小，能很好地滿足電子產品輕薄的要求，但是該種人工石墨膜的制造成本過高，動輒每平米上千元。制造成本高主要是由于炭化及石墨化過程中大量耗能造成的。該制備方法中炭化溫度高達1500℃，石墨化溫度高達3000℃，這勢必帶來高耗能和高成本，導致散熱膜材料的價格居高不下。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中之不足，提供一種結構簡單，散熱性能好的石墨烯與陶瓷復合散熱膜及其制備工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種石墨烯與陶瓷復合散熱膜，具有基材，基材上下兩面熱壓有高分子薄膜，基材由包含以下質量百分比的原料制備得到：

所述高分子薄膜為PET、PE、OPP或纖維布，陶瓷材料為三氧化二鋁或氮化鋁。

進一步地，所述相變材料包括有機類相變材料、無機水合鹽類相變材料中的一種或兩種。

進一步地，所述熱熔膠為TTPA、TPU或樹脂。

一種石墨烯與陶瓷復合散熱膜的制備工藝，具有以下步驟：

(1)、按照質量百分比稱取以下原料：

(2)、將上述原料混合均勻攪拌后倒入螺桿擠出機，擠出溫度為100～180℃，擠出成膜，得到基材；