[发明专利]石墨烯均温板及其制备方法、散热装置及电子设备

说明书

本发明公开了石墨烯均温板及其制备方法、散热装置及电子设备，其中，石墨烯均温板的制备方法，步骤包括：将氧化石墨烯浆料涂布干燥后，得到氧化石墨烯膜，其中，所述氧化石墨烯浆料中不含有粘结剂；将数片氧化石墨烯膜叠放，得到氧化石墨烯层；将数层氧化石墨烯层之间以分隔部隔开叠放，得到高度为H的堆积体；将堆积体的上方设置限位部，限位部的下表面与堆积体的上表面之间的距离介于0.5H至1.5H；将所述堆积体置于进行热处理和石墨化处理；将石墨烯层进行压延处理，得到石墨烯均温板。本发明的制备方法能够得到超厚石墨烯均温板，由于本发明的石墨烯均温板不含有粘结剂以及石墨烯高度定向排布，具有优异的平面导热性，能用于电子设备散热领域。

技术领域

本发明是关于石墨烯技术领域，特别是关于一种超厚石墨烯均温板及其制备方法、散热装置及电子设备。

背景技术

石墨烯自2004年被被获得之后，因其超高的导热性能(～5300W/m·K)而受到关注，并在近年开发出基于石墨烯原理的氧化还原反应石墨烯导热产品制备方法和产品，用于电子产品的散热。随着石墨烯导热膜技术的发展，目前在100μm或以下的厚度级别，石墨烯导热膜性能已经全面赶超前一代常用产品人工石墨，石墨烯导热产品的发展的下一阶段，是在提升厚度的基础上保持导热性能，以期代替真空腔均热板散热(VC，VaporChamber)，热管等金属材料在电子产品散热系统中的位置，达到降低成本，减轻重量的效果。

目前，石墨烯导热膜/板的制备方法主要是有涂布法、热压法，如专利CN111286309 B，公开了涂布法将氧化石墨烯浆料涂布后成膜后进一步热处理和石墨化等步骤，得到厚度约 0.05～0.5mm，导热系数为800～1200W/m·K的石墨烯散热膜。采用这种涂布法，受限于首先要获得超厚的氧化石墨烯膜，由于氧化石墨烯的含氧官能团分布不规则，因此氧化石墨烯难以控制成膜取向，在厚度方向的堆积不规律从而影响导热性能。为了改进这一问题，专利CN 113401892 A公开了一种将多层氧化石墨烯膜叠加后进行热处理和石墨化的方法，为了解决氧化石墨烯膜层间的结合力的问题，其中，在氧化石墨烯浆料中加入了壳聚糖，同时在形成的氧化石墨烯膜上形成刺突结构，使各层氧化石墨烯膜在粘结剂和机械嵌合的共同作用下，形成紧密结合的厚膜，再进行热处理和石墨化后得到厚度介于120μm至 571μm之间的石墨烯导热膜，但是其导热系数介于855～1200W/m·K，其作为均温板使用导热系数仍然偏低，这可能与其中含有的壳聚糖成分以及刺突结构破坏了石墨烯膜的二维定向排布有关。如何制备得到具有高导热性的超厚型石墨烯膜/板(500μm以上)成为行业的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高平面导热性的石墨烯均温板的制备方法，能够用于制备得到超厚石墨烯均温板，以解决现有技术中超厚石墨烯导热膜/板层间结合力不足难以制造得到的技术问题。

本发明第一方面提供一种石墨烯均温板的制备方法，步骤包括：将氧化石墨烯浆料涂布干燥后，得到氧化石墨烯膜，其中，所述氧化石墨烯浆料中不含有粘结剂；将数片氧化石墨烯膜叠放，得到氧化石墨烯层；将数层氧化石墨烯层之间以分隔部隔开叠放，得到高度为H的堆积体；将堆积体的上方设置限位部，限位部的下表面与堆积体的上表面之间的距离介于0.5H至1.5H；将所述堆积体置于进行热处理和石墨化处理，以使所述氧化石墨烯层转变为石墨烯层；将石墨烯层进行压延处理，得到石墨烯均温板。

在一些实施方式中，上述氧化石墨烯膜的厚度介于120μm至480μm；和/或，所述数片为100片至1000片；和/或，所述高度H介于1cm至100cm。

在一些实施方式中，上述氧化石墨烯浆料的固含量介于3wt.％至10wt.％之间，和/或，粘度在介于10⁵至10⁶Pas。

在一些实施方式中，上述氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯采用Hummer’s法制备得到；和/或，所述涂布的方法选自气刀涂布、刮刀涂布、辊式涂布或刮棒式涂布中的一种。