[发明专利]一种石墨烯导热膜的制备方法和生产线有效

专利信息
申请号: 202011554657.4 申请日: 2020-12-24
公开(公告)号: CN112520731B 公开(公告)日: 2021-09-14
发明(设计)人: 陈云;丁树权;高增光;肖嘉薇;吴然皓;陈新;陈桪;高健 申请(专利权)人: 广东工业大学
主分类号: C01B32/194 分类号: C01B32/194;C01B32/184
代理公司: 佛山市禾才知识产权代理有限公司 44379 代理人: 资凯亮
地址: 510062 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 石墨 导热 制备 方法 生产线
【说明书】:

本发明公开了一种石墨烯导热膜的制备方法和生产线,涉及导热器件制备领域。一种石墨烯导热膜的制备方法,包括如下步骤:S1:将碳源和导热增强剂搅拌混合均匀;S2:对混合后的碳源和导热增强剂进行放电加工,得到掺杂石墨烯片;S3:对掺杂石墨烯片进行筛选,得到石墨烯粗片;S4:对石墨烯粗片进行清洗干燥;S5:将清洗干燥后的石墨烯粗片和N‑甲基吡咯烷酮溶液进行调配,得到碳浓浆;S6:将碳浓浆刮涂成石墨烯膜;S7:对石墨烯膜进行放电热压处理,得到石墨烯导热膜。以将广泛碳源进行加工、制备导热薄膜,为解决下一代电子器件的散热问题提供解决方案,满足了易操作、高效率、低成本的产业需求。

技术领域

本发明涉及导热器件制备领域,尤其涉及一种石墨烯导热膜的制备方法和生产线。

背景技术

随着电子元器件的日益功能化和微小化所带来的大量产热问题,热量的积累对于电子设备的寿命会造成严重影响,尤其是伴随着5G时代的到来,对于通信中的散热管理性能提出了更高要求。传统的热管理材料主要是铜基、铝基和银基金属材料,其具有良好的热导率和易于加工的优点,然而,由于金属材料具有较高的密度值,在一些要求小重量的应用场合,非金属导热材料更为合适。近些年来,非金属导热材料随着研究深入而日益丰富,尤其以碳基材料为典型,如金刚石薄膜、高取向热解石墨烯、石墨化聚酰亚胺等等。石墨烯作为碳材料的典型代表,是sp2杂化碳原子单层密集堆叠体。石墨烯具有3500-5300W/m·K的超高固有热导率和2630m2/g的大比表面积,以及较低的原子质量、柔韧性和牢固的键合力的优点,使得石墨烯基材料可用于导热薄膜的开发,有望满足新一代电子设备的散热管理中,且易于工业生产。

中国专利CN111252759A公开了一种通过光照在液相中剥离石墨烯/无定形碳制备氧化石墨烯,电解液的调配影响氧化石墨烯的产率。中国专利CN110256981A公开了一种石墨烯导热膜的制备和结构,其结构较为复杂,结构整体性有待提高,且不易于量产。

因此开发石墨烯基导热薄膜的批量生产方法,可以为解决下一代电子器件的散热问题提供解决方案,且为石墨烯材料扩宽应用途径,同时降低生产成本。

发明内容

针对上述缺陷,本发明的目的在于提出提出一种石墨烯导热膜的制备方法和生产线,以将广泛碳源进行加工、制备导热薄膜,为解决下一代电子器件的散热问题提供解决方案,满足了易操作、高效率、低成本的产业需求。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

本发明公开了一种石墨烯导热膜的制备方法,包括如下步骤:

S1:将碳源和导热增强剂搅拌混合均匀;

S2:对混合后的碳源和导热增强剂进行放电加工,得到掺杂石墨烯片;

S3:对掺杂石墨烯片进行筛选,得到石墨烯粗片;

S4:对石墨烯粗片进行清洗干燥;

S5:将清洗干燥后的石墨烯粗片和N-甲基吡咯烷酮溶液进行调配,得到碳浓浆;

S6:将碳浓浆刮涂成石墨烯膜;

S7:对石墨烯膜进行放电热压处理,得到石墨烯导热膜。

进一步,在所述步骤S2中对混合后的碳源和导热增强剂进行放电加工的方法是:将混合后的碳源和导热增强剂装在多个隔热瓶中,对多个隔热瓶依次进行交流电放电加工,使碳源和导热增强剂转化为掺杂石墨烯片。

进一步,在所述步骤S4中对石墨烯粗片进行清洗的方法是:先使用浓度为10%~20%的稀盐酸进行清洗,再使用N-甲基吡咯烷酮进行清洗。

进一步,所述步骤S5中调配碳浓浆的方法是:将石墨烯粗片和N-甲基吡咯烷酮溶液以质量比为5~10:1的质量比混合,并置于搅拌器中搅拌2~5h。

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