[发明专利]一种高效散热金属箔及其制备方法与应用

说明书

一种高效散热金属箔及其制备方法，该散热金属箔由金属箔基底和分别位于金属箔两面的具有褶皱微纳结构的纳米碳散热涂层和胶粘剂组成。其制备方法是：将纳米碳散热涂层涂敷在预拉伸的弹性基底上，预烘烤固化之后，将弹性基底应力释放获得具有褶皱结构的微纳米涂层，随后转移至金属箔基底，并在另外一面涂敷胶粘剂背胶，经烘干，贴离型纸保护膜后即可获得该散热金属箔。由于该散热纳米碳涂层具有褶皱结构，在其表面形成了褶皱微米结构和纳米碳纳米结构的复合，进一步提高涂层表面积和纳米微凸结构，获得优异的散热特性。该散热金属箔结合了金属基底自身高热导率和纳米碳涂层优异散热性能的优势，可广泛用于各种散热贴膜，具有广阔的商业前景。

技术领域

本发明涉及一种散热金属箔的制备方法与应用，特别涉及一种高效散热金属箔及其制备方法与应用。

背景技术

随着电子器件向着大功率、微型化发展，散热已经成为制约器件结构的瓶颈问题，热量如果不能获得快速释放将严重损坏器件，因此散热问题已经成为任何器件设计之时必须首先考虑的问题。

散热涂料是一种在热源基底涂敷以提高其红外辐射能力的散热涂料。由于金属本身的红外辐射能力较弱，当热量传输到金属表面时候，通过提高红外辐射能力或增大辐射面积是有效提高金属热交换能力的手段。其中纳米碳材料，如碳纳米管、石墨烯等，以其超高的辐射率、高热导率等性能特点，成为散热涂料最优秀的功能填料，广泛应用于各种红外增强散热涂料。散热金属箔是一种将散热涂料涂敷于金属箔表面的散热材料，其结合了表面高辐射率和基底金属高热导率的特点，在平板化电子器件、LED、激光器等领域获得大量应用。例如，中国发明专利201310612796.1公开一种在金属箔基底上涂敷一层散热涂料构成的散热金属箔材料；中国发明专利201310388292.6公开的一种在金属铜箔两面涂敷纳米碳散热涂料，形成双面辐射散热结构。但现有散热金属箔表面是简单的平面结构，如何进一步提高其散热能力受到各方面因素制约，显得尤为困难。因此，在努力进一步提高热导率和辐射率的基础上，通过构建微纳结构提高表面积将是有效提升散热能力的手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高辐射率散热金属箔及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高效散热金属箔，由金属箔基底和分别位于金属箔两面的褶皱结构纳米碳散热涂层与胶粘剂组成，其中：

金属箔基底可以是铜、镍、钢铁、不锈钢、铝中的任意一种，厚度为5-200微米，纳米碳散热涂层厚度为0.5-50微米，胶粘剂层厚度为1-50微米，可以是不干胶、导热胶、压敏胶中的任意一种。

一种高效散热金属箔的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1） 将纳米碳散热涂料涂敷在预拉伸的弹性基底上，可单向拉伸也可以双向拉伸，拉伸比例1-50%，在50-100度下烘烤1-30分钟；

（2） 与此同时在金属箔基底上涂敷一层低玻璃化温度树脂，厚度0.5微米-20微米；

（3） 将步骤(1)中的弹性基底拉伸力释放后，在弹性基底表面形成带有褶皱微纳结构的纳米碳散热涂料面层，再将弹性基底上带有褶皱微纳结构的纳米碳散热涂料面层与步骤（2）中制备的涂敷有低玻璃化温度树脂的面贴合，在60-150度下烘烤10-60分钟，冷却后将弹性基底从带有褶皱微纳结构的纳米碳散热涂料面层剥离；

（4） 在金属箔基底的另外一面涂敷胶粘剂，形成胶粘剂层，烘干之后在胶粘剂层表面贴覆离型纸保护膜即得到散热金属箔。

进一步的，步骤（1）中所述纳米碳散热涂料是含有碳纳米管、石墨烯、纳米碳纤维的任意一种或两种及两种以上组合的红外辐射增强散热涂料，其中纳米碳含量2-15%，优选为水性散热涂料；