[发明专利]各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜及其制备方法。该方法包括：使用二甲苯溶液将石墨烯与2‑(2H‑苯并噻唑‑2‑基)‑4,6‑二戊基苯酚分别溶解，经混合得到混合溶液A；将聚丙烯颗粒溶解于混合溶液A经加热得到混合溶液B；将混合溶液B蒸干后加入密炼机进行密炼，得到密炼产物；通过热压的方式将密炼产物制成各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜。本发明还提供了通过上述方法制备的各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜。本发明的制备方法得到的聚丙烯/石墨烯复合薄膜的导热率具有各向异性，横向热导率较高，可以将平面方向的热量及时的散发出去；同时，纵向热导率较低，可以保护其不受临近热源的影响。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯/石墨烯复合薄膜，尤其涉及一种各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜。

背景技术

随着电子设备日益高密度的集成封装，有效地散热成为电子元器件能否正常运行的关键。目前，电子元器件中封装的材料主要为塑料，而塑料的热导率较低，无法满足电子元器件的散热需求。石墨烯具有极高的导热率，可以达到金属铜的10倍，并且与塑料具有良好的相容性。聚丙烯结构规整、耐腐蚀、密度小，是最轻的通用塑料，并且具有成本低、易加工等优点，可以作为导热复合薄膜的基体。将石墨烯作为填料与聚丙烯复合，可以大大提高复合物的导热率，进而应用在导热散热领域。

现代电子设备的热管理越来越需要具有各向异性导热能力的柔性薄膜，这种薄膜能够将热源的热量沿平面方向散出，同时在纵向又能够隔绝临近热源所发出的热量，保护其不受其他邻近的热源影响。

近年来，国内外对于聚丙烯复合材料的导热研究中，例如CN106928545A公开的技术方案通过挤出造粒的方式得到了聚丙烯与石墨烯的混合物，其导热率可以达到8.6W/Mk，较好地提高了聚合物的导热散热性能，但是其复合物的导热不具有各向异性，无法应用在对各向异性散热有需求的电子封装材料中；同样，CN104629187A公开的技术方案通过聚丙烯与无机粒子导热填料以及其他加工助剂的熔融混炼造粒得到了导热率超过5W/Mk的复合物，可以应用在各类精密仪器的散热领域，但是其散热不具有各向异性，无法保护电子元器件不受其他邻近的热源影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜及其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

使用二甲苯溶液将石墨烯与2-(2H-苯并噻唑-2-基)-4,6-二戊基苯酚分别溶解，经混合得到混合溶液A；

将聚丙烯颗粒溶解于混合溶液A中，经加热得到混合溶液B；

将混合溶液B蒸干后加入密炼机进行密炼，得到密炼产物；

通过热压的方式将所述密炼产物制成所述各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜。

在上述制备方法中，优选地，通过热压方式制成的各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜的密度为0.9-1.0g/cm³。

在上述制备方法中，优选地，在所述各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜中，石墨烯的含量为10-30wt％。

在上述制备方法中，优选地，在所述各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜中，2-(2H-苯并噻唑-2-基)-4,6-二戊基苯酚的质量含量为10-20％。

在上述制备方法中，优选地，所述各向异性导热聚丙烯/石墨烯复合薄膜的厚度为50μm-80μm。

根据本发明的具体实施方案，优选地，该制备方法包括以下具体步骤：

1)将石墨烯溶解在适量二甲苯溶液中，搅拌并超声分散至完全溶解，得到石墨烯溶液；