[发明专利]具有保护层结构的碳层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳材料技术领域。

技术背景

碳层材料，主要指的是具有碳成分所组成的薄层材料，或块状材料。其中，典型的为石墨膜材料。

目前，石墨膜材料因其优异的特性，包括高导热性、耐热、耐腐蚀以及高导电性，在目前的工业应用中，广泛应用在电子类产品散热、耐热密封材料、发热体等技术领域。

比如，目前广泛使用的手持终端中，其中的智能手机因为自身的尺寸小、电子元件密集度高、发热量大等特点，需要通过高散热、轻质、性能稳定的材料来实现散热功能。在实际应用中，具有高散热性能的石墨膜材料，是优良的解决方案。

但石墨膜材料有一个不足之处，就是材料的组成部分可能会发生局部破碎现象，从而造成破碎的片状或块状材料散落在应用场所中。如果所应用的场所中包括有电路板或电子元件等结构的话，破碎的石墨膜材料就有可能造成设备短路，或者其它的损伤。

为了避免这一不足之处，目前采用的方案是：将石墨膜材料贴附外保护层，该外保护层一般采用塑料膜来实现。利用该外保护层起到防止石墨膜材料破碎的功能，同时增加石墨膜材料在使用状态下的强度。

典型的实施情况，是在石墨膜材料的上下表面涂上胶粘剂层，通过该胶粘剂层的粘附作用，在上下表面各贴上一层外保护层。然后，在其中的一个外保护层外侧再涂上压敏胶，进而在该压敏胶的外围贴上离型层。在使用该石墨膜材料时，揭掉前述的离型层，利用压敏胶将石墨膜材料贴附在需要散热的热源表面，即可实现本发明所描述的散热功能。比如，在目前苹果电脑公司所出产的iphone4智能手机上所使用的石墨膜散热材料，就是通过该类方式进行保护处理的。其它的高端智能手机上所使用的石墨膜材料，通常也是这种结构形式。

需要指出的是，当前的技术有极大的不足之处，主要原因在于：所涂覆的胶粘剂层，通常会有5-15微米厚，而外保护层的厚度通常又会达到5-15微米厚。而在应用于手机终端的情况下，所使用的石墨膜材料的厚度，大多数也不过在10-80微米之间。

因此，所涂覆的胶粘剂层及保护层，累加起来的厚度很大，甚至能够接近或超过导热用石墨膜材料的厚度，而它们均是热的不良导体。现有的结构形式，显著地降低了石墨膜材料接收及散发热量的速度。

如何能够在避免碳层材料破碎、增加碳层材料使用强度的同时，减少碳层材料外围的包覆层的厚度，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的，是提供一种具有保护层结构的碳层材料及其制备方法，是在碳层材料外围通过聚合物气相沉积的方式生成镀膜，来将现有的碳层材料的保护层的厚度大幅度降低，从而有效提升碳层材料应用于导热目的情况下的散热效率，以及应用于其它需要在碳层材料上设置保护层的场合。

本发明提供一种具有保护层结构的碳层材料的制备方法，该方法包括有如下步骤：

步骤1，采集待进行聚合物气相沉积的碳层材料；

步骤2，将前述碳层材料转入到聚合物气相沉积的设备的腔体之中，进行聚合物气相沉积操作；

步骤3，在所述的聚合物气相沉积层的厚度达到预设厚度的情况下，完成聚合物气相沉积操作，其中该预设厚度在0.05-15微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的厚度，优选为0.2-6微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的厚度，优选为0.6-2.5微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的厚度，进一步优选为1.0-1.5微米之间。

进一步，所述的聚合物气相沉积层的材料，为聚对二甲苯或聚酰亚胺两者其一。

进一步，所述的碳层材料，为厚度在1-150微米之间的石墨膜材料。

进一步，所述的碳层材料，为厚度在10-70微米之间的柔性人造石墨膜材料。

进一步，所述的碳层材料，为天然石墨所构成的碳层材料。

进一步，所述的碳层材料，为通过石墨烯所组成的石墨烯材料。

进一步，所述的碳层材料，包括有碳层基材部分，以及碳层叠加部分，其中碳层基材部分的面积尺寸大于碳层叠加部分，而该碳层叠加部分置放于碳层基材部分之上。

进一步，所述的碳层叠加部分，包括有两层及两层以上的碳层叠加部分，其中，位于顶部方向的碳层叠加部分的尺寸小于位于底部方向上的碳层叠加部分的尺寸。

进一步，所述的碳层叠加部分通过胶粘剂和碳层基材部分相互间粘合。

进一步，所述的胶粘剂是有机胶粘剂，或金属材料。

进一步，所述的碳层叠加部分，为厚度在5-200微米之间的铜片或铝片。