[发明专利]石墨烯/铜复合散热膜的制备方法及制得的散热膜与应用

说明书

本发明涉及石墨烯散热材料领域，公开一种石墨烯/铜复合散热膜的制备方法及制得的散热膜与应用。该方法包括：1)制备氧化石墨烯分散液的步骤；2)制备氧化石墨烯/铜复合湿涂层的步骤；3)干燥氧化石墨烯/铜复合湿涂层的步骤；4)还原氧化石墨烯/铜复合干涂层的步骤；5)热压压延步骤。本发明提供的制备方法简单、绿色环保，能够连续生产且成本低、能耗低，制得的石墨烯/铜复合散热膜导热性能优异，将其用于电子产品上时，能够大大减少设备的散热量、延长使用寿命，进而加快和推进石墨烯在散热领域的应用。

技术领域

本发明涉及石墨烯散热材料及电子通讯领域，具体涉及一种石墨烯/铜复合散热膜的制备方法石墨烯/铜复合散热膜的制备方法及制得的散热膜与应用。

背景技术

随着电子集成与组装技术的飞速发展以及高功率密度器件的集成应用，电子器件向着微型化、智能化、轻量化、高功率密度化发展，CPU等功耗产生的热量也越来越大，进而引起的温升使得电子器件的可靠性及寿命大大降低、故障率升高，甚至会导致电子元件的彻底损坏。因而，散热问题已经成为电子信息行业面临的严峻问题。

常用的散热材料有铜合金、铝合金、普通石墨、金刚石薄膜、石墨膜以及柔性石墨(膨胀石墨)等。其中，铜合金由于密度大，在对重量和体积有严格要求的电子产品中应用限制较多；铝合金热导率低；石墨膜又由于其片层结构不明显，内部空隙和褶皱难以消除等因素限制了其导热性能的进一步提升，而且无法做厚，一般仅限于在纳米级或微米级范围内；金刚石薄膜同样无法做厚，且成本较高；而柔性石墨在制备工艺过程中又会产生大量的酸性废液，污染环境。

鉴于上述材料存在的诸多问题，急需一种密度低、热导率高、辐射系数高、热导率不受尺寸限制的散热材料。

单层石墨烯的理论面内热导率高达5300W/(m²·K)，相较于传统材料的热导率高出一个数量级，是迄今为止发现的热导率最高的材料。其同时具有密度低、热膨胀系数低、机械性能良好以及对高频段(30MHz以上)电磁辐射具有较高的屏蔽效能等优异特性。而且其片层结构不仅能够很好地适应各类表面、屏蔽热源与组件，还能使电子产品的性能得以改进。

目前，石墨烯散热膜的制备方法较多，例如，CVD法、旋涂法、抽滤法、电化学法、静电喷雾沉积法以及自组装等方法。其中影响石墨烯散热膜导热性能的因素主要包括：石墨烯的尺寸、层数、致密性以及结晶度等。但是，上述各类方法又存在诸多问题，例如CVD制备成本较高；旋涂法和抽滤法制备的薄膜均匀性和致密性较低；电化学法、静电喷涂法、自组装法能耗较高。

因此，急需提供一种绿色环保、低成本、能耗低的石墨烯薄散热膜的制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有散热膜制备过程中生产工艺复杂、成本高、能耗高以及污染严重等问题，且存在制得的散热膜均匀性及致密性较差等缺陷，提供一种石墨烯/铜复合散热膜的制备方法，该方法简单、绿色环保，能够连续生产且成本低、能耗低，制得的石墨烯/铜复合散热膜导热性能优异，将其用于电子产品上时，能够大大减少设备的散热量、延长使用寿命，进而加快和推进石墨烯在散热领域的应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种石墨烯/铜复合散热膜的制备方法，其中，所述方法包括下述步骤：

1)将氧化石墨烯分散到溶剂中，得到氧化石墨烯分散液；

2)将所述氧化石墨烯分散液涂覆到铜箔上，得到氧化石墨烯/铜复合湿涂层；

3)将所述氧化石墨烯/铜复合湿涂层进行干燥，得到氧化石墨烯/铜复合干涂层；

4)将所述氧化石墨烯/铜复合干涂层在惰性气体氛围中进行热处理，得到石墨烯/铜复合涂层；

5)将所述石墨烯/铜复合涂层进行热压压延，得到石墨烯/铜复合散热膜。

优选地，步骤1)中，所述溶剂为去离子水。