[發明專利]一種絕緣型石墨烯導熱墊片的制備方法

有效

• 申請號: 202011337284.5
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112341819B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 姚林;劉怡;劉明春;鄭杰;張開友
• 申請（專利權）人: 德陽中碳新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08K9/10;C08K3/04;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/38;C08K9/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/28;C08J5/18;C09K5/14;B29D7/01
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 鄧小兵

本發明公開了一種絕緣型石墨烯導熱墊片的制備方法，包括如下步驟：步驟一、使用帶氨基的改性劑制備分散液，取分散液對絕緣填料改性，得到表面覆蓋正電荷的改性絕緣填料；步驟二、利用靜電自組裝原理，使用改性絕緣填料對氧化石墨烯進行改性，得到包覆有氧化石墨烯的絕緣導熱填料；利用還原劑對絕緣導熱填料進行化學還原，得到雜化絕緣導熱填料；步驟三、取雜化絕緣導熱填料與液體硫化硅橡膠復合，復合后先利用取向器進行脫泡和取向，再進行硫化，硫化后沿與取向方向相垂直的方向進行切割，得到導熱墊片。本發明的目的在于進一步提升產品的導熱性能和絕緣性能。

技術領域

本發明涉及導熱材料技術領域，尤其涉及一種絕緣型石墨烯導熱墊片的制備方法。

背景技術

5G時代高頻率的引入、硬件零部件的升級、互聯網設備及天線數量的成倍增長，這對產業鏈上相關的材料提出了新的要求和挑戰。伴隨著電子產品的更新升級，設備的功耗和發熱量不斷增大，為了提高導熱性能以及防止因導熱墊片而導致設備短路，對熱界面材料的導熱性能和絕緣性能提出了更高的技術要求。

石墨烯自2004年被發現以來就作為一種新型碳材料而備受關注。它是一種完全由sp2雜化的碳原子構成的厚度僅為單原子層或數個單原子層的準二維晶體材料，具有高透光性和導電性、導熱性、高比表面積、高強度及柔韌性等優異的性能。由于石墨烯本身具有優異的導熱能力，其熱導率高達5000 W/（m.K），是銅的10倍，此外石墨烯還具有高達2600m2/g的超高比表面積和100倍于鋼的超高強度，且具有很好的柔韌性和伸展性。因此，理論上石墨烯是一種理想的輕質、高效的熱管理材料。但這類材料同時具有超高的電導率，使熱界面材料具有導電性能；這對電路封裝是極為不利的，所以，如何克服這一弊端同時又能使碳納米材料充分發揮其導熱作用是目前所面臨的難題和挑戰。

公開號為CN111171381A的文獻公開了一種納米α-氧化鋁負載的熱還原石墨烯、制備方法及高導熱電絕緣彈性體熱界面材料，其方案為：將氧化石墨烯漿液與納米γ-氧化鋁分散液混合，超聲攪拌靜電自組裝0.5～5h，然后離心冷凍干燥得到納米氧化鋁負載的氧化石墨烯粉末；將得到的粉末在氮氣保護下加熱至600～2000℃并保持0.5～2h，得到所述納米α-氧化鋁負載的熱還原石墨烯。將所得還原雜化填料與微米填料復配使用填充至硅橡膠中，所得的熱界面材料具有高的體積電阻率、導熱率，能夠滿足集成電路封裝散熱的性能要求，但是其仍然存在如下技術問題：

1、氧化石墨烯表面帶有負電荷，而氧化鋁表面為-OH，也類似于負電荷性質，導致其靜電自組裝的效果較差，影響產品質量。

2、該技術將Al₂O₃包覆后的石墨烯直接填充在有機硅橡膠中，未對石墨烯進行任何的取向，從其說明書可知其最高的熱導率僅為4.11W/(m.k)，可知其導熱性能仍然較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，提供了一種絕緣型石墨烯導熱墊片的制備方法，本發明的目的在于進一步提升產品的導熱性能和絕緣性能。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種絕緣型石墨烯導熱墊片的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、使用帶氨基的改性劑制備分散液，取分散液對絕緣填料改性，得到表面覆蓋正電荷的改性絕緣填料；

步驟二、利用靜電自組裝原理，使用改性絕緣填料對氧化石墨烯進行改性，得到包覆有氧化石墨烯的絕緣導熱填料；利用還原劑對絕緣導熱填料進行化學還原，得到雜化絕緣導熱填料；

步驟三、取雜化絕緣導熱填料與液體硫化硅橡膠復合，復合后先利用取向器進行脫泡和取向，再進行硫化，硫化后沿與取向方向相垂直的方向進行切割，得到導熱墊片。