[发明专利]一种石墨烯导热膜的制备方法及其所得产品

说明书

本发明公开了一种石墨烯导热膜的制备方法及其所得产品，属于导热器件技术领域。所述制备方法，包括如下步骤：1）将氧化石墨烯的水溶液和发泡剂混合，将得到的混合液依次进行真空除泡、过滤，得到氧化石墨烯分散液；2）将氧化石墨烯分散液进行涂覆、干燥，得到干燥的氧化石墨烯膜；3）将干燥的氧化石墨烯膜进行发泡，得到发泡后的氧化石墨烯膜；4）氧化石墨烯膜置于石墨片夹层中依次进行高温处理、抽真空处理、空气置换处理和热压处理，得到石墨烯导热膜。本发明提供的石墨烯导热膜的制备方法制备得到的导热膜具有好的成膜性，且导热性强，生产成本低，生产效率高，便于规模化生产。

技术领域

本发明属于导热器件技术领域，具体涉及一种石墨烯导热膜的制备方法及其所得产品。

背景技术

近年来，伴随着电子系统不断的微型化及集成化，其性能和可靠性将越来越多的受制于导热问题，消费电子产品领域（智能手机、超薄笔记本电脑和平板电脑）对导热的要求也愈发严格。目前应用最为广泛和成熟的导热材料是石墨导热膜，该产品是在特殊烧结条件下对碳材料的高分子薄膜反复进行热处理加工而制成的导热率极高的片状材料，具有厚度薄、导热效率高、重量轻等特点。由于超厚导热膜除了具有高导热性能，同时还具备一定的储热性能。因此，下游消费电子产品客户对超厚导热膜的需求较之于常规导热膜（≤50μm）明显增加。但由于受到原料厚度、工艺的限制，单张石墨导热膜较薄，只能将多层石墨采用胶粘结起来增加厚度，但这样会直接影响导热性能。所以，传统商用石墨导热膜将不能够满足以上对导热膜厚度的需求。

石墨烯作为新兴发展的二维材料，具有诸多优异的性能，单层无缺陷石墨烯的导热系数能够达到5300W/mK，远高于铜(398W/mK)等金属导热材料。同时，石墨烯材料具有较高的强度和良好的柔性，制备得到的石墨烯膜具有高强度柔性、耐高温、膨胀系数小、导热导电性能好、化学性能稳定的特点。在此背景下石墨烯导热膜迅速取代传统导热材料，石墨烯导热膜在贴合电子产品的水平方向上具有较高的导热性能，而且在垂直方向上导热性能高于传统导热材料。但是石墨烯自身的成膜性较差，通常利用其具有良好成膜性的衍生物氧化石墨烯来作为石墨烯导热膜的原料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯导热膜的制备方法及其所得产品，具有好的成膜性，且导热性强，生产成本低，生产效率高，便于规模化生产。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种石墨烯导热膜的制备方法，包括如下步骤：

1）将氧化石墨烯的水溶液和发泡剂混合，将得到的混合液依次进行真空除泡、过滤，得到氧化石墨烯分散液；

2）将所述步骤1）的氧化石墨烯分散液进行涂覆、干燥，得到干燥的氧化石墨烯膜；

3）将所述步骤2）的干燥的氧化石墨烯膜进行发泡，得到发泡后的氧化石墨烯膜；

4）将所述步骤3）的发泡后的氧化石墨烯膜置于石墨片夹层中依次进行高温处理、抽真空处理、空气置换处理和热压处理，得到石墨烯导热膜；

所述空气置换处理是通入高导热系数气体，将导热膜孔道中的空气置换为高导热系数气体。

优选的，所述步骤1）中发泡剂为碳酸氢铵、碳酸铵、乙酸铵、氯化铵、碘化铵、溴化铵和偶氮二甲酰胺中的一种或几种；所述发泡剂为氧化石墨烯质量的0.01%~5%。

优选的，所述步骤1）中氧化石墨烯的水溶液中氧化石墨烯的质量浓度为0.2~3g/L，氧化石墨烯的片径为10~300μm。

优选的，所述步骤2）中干燥的温度为20~100℃。

优选的，所述步骤2）中氧化石墨烯分散液在基底材料上进行涂覆；所述基底材料包括耐高温聚酯PET膜、聚酰亚胺PI膜、聚四氟乙烯PTFE膜、甲基板、乙基板和铜箔。