[发明专利]一种人工石墨导热膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种人工石墨导热膜及其制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将富勒烯加入第一溶剂中混合分散，得到富勒烯分散液；(2)向第二溶剂中加入二胺单体、二酐单体、无机填料及所述富勒烯分散液，经缩聚反应生成树脂；(3)将所述聚酰胺酸树脂流延，经亚胺化处理与拉伸，得到复合薄膜；(4)将所述复合薄膜依次经碳化和石墨化处理，再经压延和裁切，得到人工石墨导热膜；其中，所述富勒烯的添加量占所述人工石墨导热膜总质量的比例m与所述人工石墨导热膜的厚度L的关系为：其中，m的单位为％，L的单位为μm。所制得的人工石墨导热膜外观良好、拉伸强度与导热率高。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种人工石墨导热膜及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的发展，电子设备的小型化趋势愈发明显，然而设备功率却不断增大，因此对电子器件散热效率的要求不断提高。石墨膜具有极高的导热性，较低的密度，良好的材料稳定性，在微电子封装和集成领域具有广阔的应用前景，目前石墨导热膜的制备工艺复杂、成本高，应用受到限制。聚酰亚胺(PI)膜经高温后能够获得接近于单晶石墨结构的高定向石墨膜，导热性能优异，目前已成为解决电子产品散热问题的核心材料之一。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种人工石墨导热膜及其制备方法，该人工石墨导热膜外观良好、拉伸强度与导热率高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种人工石墨导热膜的制备方法，其包括以下步骤：

(1)制备富勒烯分散液：将富勒烯加入第一溶剂中混合分散，得到富勒烯分散液；

(2)制备树脂：向第二溶剂中加入二胺单体、二酐单体、无机填料及所述富勒烯分散液，经缩聚反应生成树脂；

(3)制备复合薄膜：将所述树脂进行流延、亚胺化处理与拉伸，得到复合薄膜；

(4)制备人工石墨导热膜：将所述复合薄膜依次经碳化和石墨化处理，再经压延和裁切，得到人工石墨导热膜；

其中，所述富勒烯的添加量占所述人工石墨导热膜总质量的比例m(单位为％)与所述人工石墨导热膜的厚度L(单位为μm)的关系为：

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述第一溶剂与第二溶剂为N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述二胺单体为对苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲酮及3,4'-二氨基二苯醚中的一种或两种以上的组合，更优选为4,4'-二氨基二苯醚。

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述二酐单体为均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯醚四甲酸二酐及3,3',4,4'-二苯甲酮四酸二酐中的一种或两种以上的组合，更优选为均苯四甲酸二酐。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤(2)中，所述无机填料包括无机盐、氧化物、氮化物及碳化物中的一种或两种以上的组合。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤(2)中，所述无机填料为磷酸氢钙，更优选地，所述磷酸氢钙的粒径为0.8-2μm。

根据本发明的具体实施方案，优选地，所述人工石墨导热膜的厚度为50μm，所述富勒烯的添加量占所述人工石墨导热膜总质量的比例为0.14％-0.35％。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤(2)中，向所述第二溶剂中加入的所述二胺单体、二酐单体和无机填料的固体含量为15-30％。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在步骤(2)中，所述二胺单体和二酐单体的摩尔比为1:(0.8-1.2)，优选为1:1。