[發明專利]碳納米管導熱片及其制備方法

有效

• 申請號: 202011152634.0
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112358855B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 李承獻;鄧飛
• 申請（專利權）人: 深圳烯灣科技有限公司
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C01B32/168
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李睿

本發明涉及一種碳納米管導熱片及其制備方法，該碳納米管導熱片包括碳納米管陣列和高分子材料，碳納米管陣列具有由取向定向的碳納米管彎折而成的連接部和彎折部，高分子材料填充于連接部的碳納米管之間。上述碳納米管導熱片的熱量可以沿著碳納米管的兩個不同方向進行傳導，導熱效率高，應用場景廣。

技術領域

本發明涉及碳納米管技術領域，特別是涉及一種碳納米管導熱片及其制備方法。

背景技術

碳納米管具有高導熱率、耐高溫以及柔性等優勢，是作為微電子器件的良好散熱材料。早期的碳納米管導熱片是由碳納米管混合到樹脂、橡膠等高分子材料中而形成的薄片。然而，由于這些高分子材料的熱導率較低且碳納米管導熱各向異性，因此，早期的碳納米管導熱片熱導性能較差。

隨著科技的進步，人們發現定向生長的碳納米管陣列具有良好的徑向導熱性，因此，碳納米管導熱片上的碳納米管逐步以定向排列的碳納米管陣列的形式呈現。然而，在實際應用中發現，以定向排列的碳納米陣列形式呈現的碳納米管導熱片的導熱性能仍不理想，導熱效率仍然有待提高。

發明內容

基于此，有必要提供一種能夠提高導熱效率的碳納米管導熱片。

一種碳納米管導熱片，包括：

碳納米管陣列，具有多根取向同向的碳納米管，各所述碳納米管包括在第一方向上的連接段和在第二方向上且與所述連接段連接的彎折段，多根所述碳納米管在第一方向上的連接段構成連接部，在第二方向上的彎折段構成彎折部；及

高分子材料，填充于所述連接部，所述高分子材料的分子量為17200～35000，其中，所述碳納米管導熱片在使用時，所述彎折部與熱源直接接觸。

在上述碳納米管導熱片的彎折部中，相鄰碳納米管由于范德華力相互連接，從而形成沿彎折部的碳納米管的延伸方向(第二方向)上的導熱通道，彎折部與熱源直接接觸，來自熱源的一部分熱量沿著第二方向傳輸，熱源剩余的熱量沿著的連接部的碳納米管的延伸方向(第一方向)傳輸，因此，上述碳納米管導熱片可以在兩個不同方向上傳輸熱量，使得碳納米管導熱片的導熱在兩個方向上進行，提高了導熱效率，更利于散熱。

在其中一個實施例中，所述第一方向與所述第二方向之間的夾角為90°～98°；

及/或，所述連接部的碳納米管的面密度為10g/m²～30g/m²。

在其中一個實施例中，所述碳納米管的彎折段占所述碳納米管的總長度的30％～50％。

在其中一個實施例中，所述碳納米管的彎折段的長度為150～700μm；

及/或，所述碳納米管的連接段的長度為300μm～800μm。

在其中一個實施例中，所述連接部的厚度為300μm～800μm；

及/或，所述彎折部的厚度為2μm～100μm；

及/或，所述碳納米管導熱片的厚度為302μm～900μm。

在其中一個實施例中，所述高分子材料為熱固性高分子材料。

一種碳納米管導熱片的制備方法，包括：

在基底上形成碳納米管陣列，所述碳納米管陣列具有多根取向為第一方向的碳納米管；

彎折所述碳納米管遠離所述基底的一端，以使所述碳納米管在所述第一方向上形成與所述基底連接的連接段和在第二方向上形成與所述連接段連接的彎折段，多根所述碳納米管在第一方向上的連接段構成連接部，在第二方向上的彎折段構成彎折部；

將高分子前體溶液填充于所述連接部的碳納米管之間的空隙中；及