[发明专利]多层复合导热薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多层复合导热薄膜及其制备方法。该导热薄膜的中间层为纳米纤维素薄膜，该纳米纤维素薄膜的上下两面分别依次涂覆纳米纤维素/石墨烯薄膜层或（和）纳米纤维素/氮化硼薄膜层，层与层之间通过纤维素基体间的氢键作用连接而形成的ABA三层结构和ACBCA五层结构的复合导热薄膜，每层膜的质量范围为15‑30mg；所述的纳米纤维素/石墨烯薄膜层中石墨烯的掺杂量为6～10 wt%；所述的纳米纤维素/氮化硼薄膜层中氮化硼的掺杂量为6～10 wt%。氮化硼与石墨烯具有较高的导热性，因此薄膜具有较高的导热率；中间纤维素层的核心增韧以及多层仿生结构，使其拥有优良的力学性能；外层为氮化硼与纤维素的混合层，使该薄膜具有良好的电绝缘性。本发明可以解决现代电子器件的散热问题，应用于导热散热元器件中。

技术领域

本发明涉及一种复合导热薄膜及其制备方法，尤其是一种多层复合导热薄膜及其制备方法。

背景技术

随着电子仪器越来越精密化的发展，有效地散热成为了电子产品能够正常运行的关键，提高封装材料的导热率显得越来越重要，目前用来做封装的材料主要成分为塑料，但是塑料的导热率较低（0.1～0.5 W•m⁻¹•K⁻¹），不能满足特殊电子器件的散热需求。

石墨烯具有较高的导热率，导热率高达5300 W•m⁻¹•K⁻¹（导热率是铜的10倍）并且具有较好的力学性能，六方氮化硼也具有较高的导热率（200 W•m⁻¹•K⁻¹）和力学性能，同时具有电绝缘性和透明性。将二者作为填料与基体复合，可以大大提高导热材料的导热率。纤维素材料具有来源广、绿色可再生、易分解、经济，热膨胀系数低的优点越来越受到大家的青睐，可以作为导热材料的基体。

贝壳由于具有多层结构，拥有了十分优异的力学性能，将贝壳的结构应用在导热材料中可以极大地提高材料的力学性能，增加其应用范围和使用年限。

近年来，国内外对于导热纤维素薄膜的研究中，如中国专利（201610315269.8）一种柔性纳米纤维素-石墨烯复合膜及其制备方法，通过抽滤的方法制备了纳米纤维素-石墨烯复合膜，由于填料是具有较高导电性的石墨烯，无法应用在导热绝缘领域；中国专利（201710111293.4）透明绝缘的石墨烯复合导热薄膜及其制备方法，通过层层浸取自组装的方法制备了多层纤维素复合导热薄膜，操作过程繁琐，工作时间较长，并且以上两种专利采用的多种有机还原试剂，如水合肼、硼氢化钠、氢碘酸、尿素溶液等容易对环境造成污染；中国专利（201710441920.0）一种高导热纳米纤维素基电气绝缘复合膜的制备方法中使用了高达20wt% 的六方氮化硼作为填料，但是导热率相对基体纳米纤维素只提高了115.8%,导热能力无法满足较高的需求。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术中存在的问题，提供一种多层复合导热薄膜。

本发明的目的之二在于提供该薄膜的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多层复合导热薄膜，其特征在于该导热薄膜的中间层为纤维素薄膜，该纤维素薄膜的上下两面各涂覆纤维素/石墨烯薄膜层或纤维素/氮化硼薄膜层，层与层之间通过纤维素基体间的氢键作用连接而形成ABA三层结构的复合导热薄膜，每层膜的质量范围为15-30mg；所述的纤维素/石墨烯薄膜层中石墨烯的掺杂量为6～10 wt%；所述的纤维素/氮化硼薄膜层中氮化硼的掺杂量为6～10 wt%。

上述的复合导热薄膜的厚度为50μm～80μm。

一种制备上述的多层复合导热薄膜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：