[發明專利]一種石墨烯微球及利用石墨烯微球制備的高導熱墊片

有效

• 申請號: 202110490095.X
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113086975B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 李峰;葛翔;李壯;周步存
• 申請（專利權）人: 常州富烯科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/194;C08L83/04;C08L63/00;C08L33/04;C08L75/04;C08K7/16
• 代理公司: 北京世衡知識產權代理事務所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本發明提供石墨烯微球的制備方法，包括以下步驟：1)將石墨烯導熱膜、人工石墨導熱膜、高定向石墨導熱膜中的一種或幾種作為基材，粉碎成石墨烯粉；2)溶膠法制備石墨烯微球：a)將間苯二酚溶解在甲醛溶液中；然后加入步驟1)制備的石墨烯粉，加熱攪拌，得到混合液；b)將液體石蠟加熱，然后將步驟a)的混合液加入到液體石蠟中繼續攪拌，得到產物，將產物過濾，收集濾渣并洗滌濾渣，得到固態產物；c)將步驟b)得到的固態產物依次進行烘烤、高溫碳化和高溫石墨化，得到石墨烯微球。本發明還以石墨烯微球為基礎，制備了一種石墨烯微球高導熱墊片，改進了傳統導熱墊片存在的導熱性能不高的問題，使得制備高導熱墊片材料成為可能。

技術領域

本發明屬于電子散熱材料技術領域，具體涉及一種石墨烯微球及利用石墨烯微球制備的高導熱墊片。

背景技術

導熱填隙材料(TIM)是一類用來填充發熱器件與散熱片(散熱器)底座之間空隙，填充界面的不平整，用來排除界面空隙，降低界面熱阻的材料。一般地，TIM材料均具有柔軟，回彈，導熱等性能。目前，TIM材料已成為電子設備行業不可或缺的導熱材料，廣泛應用于智能手機、平板電腦、PC、通訊基站、智能家電行業。

傳統TIM材料配方中一般使用的導熱填料主要有氧化鋁、氮化硼、氮化鋁等填料，這些填料或多或少存在一些自身難以解決的問題而使得制備得到的TIM材料難以突破性能瓶頸。

如氧化鋁導熱系數只能達到30W/(m·K)，自身導熱系數比較一般，由其制備的導熱墊片產品導熱系數一般不會超過5W/(m·K)。

氮化硼導熱系數可以達到200W/(m·K)以上，但由于其結構為片狀，與球形導熱填料相比，具有更大的比表面積，因此在實際應用時填充困難，填充量難以提高，所制備的導熱墊片產品導熱系數也難以達到10W/(m·K)以上。

氮化鋁導熱系數也可以達到200W/(m·K)以上，但實際應用時較易水解，甚至在空氣中吸收空氣中的水分即可發生反應，因此在實際應用時存在著難以解決的問題。

由傳統的導熱填料制備的導熱墊片的導熱系數大都在5W/(m·K)以下，有極少一部分能達到10W/(m·K)，但超越10W/(m·K)的產品幾乎沒見過。

近年來，隨著5G技術的興起，5G設備發熱量越來越大，對散熱材料也提出了更高的要求，傳統的TIM材料也越來越難以滿足新的應用需求。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種石墨烯微球及利用石墨烯微球制備的高導熱墊片。石墨烯微球解決了傳統導熱填料存在的導熱系數低，填充量不高的問題，采用石墨烯微球制備得到的導熱墊片導熱系數能夠達到10W/(m·K)以上。

為了實現本發明的發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種石墨烯微球的制備方法，所述石墨烯微球的制備方法包括以下步驟：

1)將石墨烯導熱膜、人工石墨導熱膜、高定向石墨導熱膜中的一種或幾種作為基材，采用粉碎工藝制備成石墨烯粉；

2)溶膠法制備石墨烯微球

a)將間苯二酚溶解在甲醛水溶液中；然后加入步驟1)制備的石墨烯粉，加熱攪拌，得到混合液；

b)將液體石蠟加熱至70～100℃，然后將步驟a)的混合液加入到液體石蠟中繼續攪拌，得到酚醛樹脂包裹的石墨烯微球，將酚醛樹脂包裹的石墨烯微球過濾，收集濾渣并洗滌濾渣，得到固態產物；

c)將步驟b)得到的固態產物依次進行烘烤、高溫碳化和高溫石墨化，得到石墨烯微球。

作為優選，所述石墨烯粉的粉體片徑在5～300μm，優選地，所述石墨烯粉的粉體片徑在5～20μm。