[发明专利]由可剥落材料制备涡卷的方法和设备

说明书

技术领域

本公开涉及由可剥落材料制成的涡卷及其制备方法，以及用其制成的适形导热垫。

背景技术

由于其与众不同的二维各向异性特性，石墨是非常重要的材料。它是化学惰性、导电且导热的。石墨箔在本领域中是熟知的。通常，石墨箔通过几个步骤制成。首先将石墨颗粒与酸性材料(例如，浓缩的HNO3和H2SO4酸)一起添加，并将所得淤渣非常快速地加热至高温以使颗粒膨胀；然后将膨胀石墨相(也称为“石墨蠕虫”)轧平以形成箔。所得箔较大，柔韧且耐化学品；然而，商业箔的最小厚度为5密耳(75微米)左右。商业箔可包含从工艺步骤剩余的痕量氯和硫，其对于一些应用而言可能是不期望的。加工期间的毒性产物的散发也是可商购获得的石墨箔(例如，作为GRAFOIL(俄亥俄州莱克伍德)获得的柔性石墨)的一个问题，其可通过卷起和切割而被配置为涡卷，但可用材料的纯度和成本是问题。

已公开了用干燥颗粒涂布基底的方法。例如，美国专利No.4,741,918(de Nagybaczon等人)公开了一种涂布工艺，其中用高能磨光轮将干燥颗粒涂布在基底上。由于使用磨光轮，该工艺固有地使颗粒在基底上沿磨光轮的行进方向取向。尽管使用所公开的方法涂布多种颗粒，但石墨不在它们之中。

美国专利No.6,511,701(Divigalpitiya等人)公开了一种用包含颗粒的干燥组合物涂布聚合物基底的方法。所述颗粒具有介于1和2.5之间的莫氏硬度和小于100微米的最大尺寸。用以平行于基底表面的方式移动的施加装置将颗粒在基底上磨光。所述颗粒可为石墨。

发明内容

使用腐蚀性化学品和高温是上述制备石墨箔的标准工艺的一部分。在几个方面，将期望寻找一种制备石墨箔的工艺或方法，其简单，收率高，并且不需要刺激性化学品。在本公开中，提供了一种非常简单、清洁的制备薄的无粘结剂的薄石墨涡卷的工艺。

在一个方面，提供一种制备涡卷的方法，其包括：提供具有第一侧面和第二侧面的带材，其中所述带材的第一侧面具有设置于其上的粘合剂，并且所述带材的第二侧面具有设置于其上的防粘涂层；将所述粘合剂固定到固体表面；将可剥落颗粒磨光涂布在所述带材的防粘侧面上以形成涂层；将所述带材以一角度从所述固体表面剥离，其中所述涂层与所述带材的防粘侧面分离并向内卷曲以形成涡卷。所述带材可包括机械紧固件或压敏粘合剂作为一个侧面上的粘合剂。所述可剥落颗粒可包括石墨，并且所述涡卷可为石墨涡卷。所述石墨颗粒可为高纯度合成高表面积石墨。所述带材可以约0°至约180°的角度从所述固体表面剥离。所提供的石墨涡卷可具有小于约3mm或甚至小于约1mm的直径。

在另一方面，提供一种连续产生涡卷的方法，其包括：提供连续膜，在所述连续膜的内侧上具有防粘涂层；使所述连续膜围绕环移动；将可剥落颗粒沉积在所述连续膜的内侧的一部分上；使所述可剥落颗粒经过一个或多个基本上静止的磨光砂光机下方以形成所述连续膜的磨光涂布部分；通过使所述连续膜的磨光涂布部分围绕具有小半径的惰轮经过来将涡卷从所述连续膜移除。

在另一方面，提供一种石墨涡卷，其具有小于约3mm的直径和小于约1微米的厚度。

在另一方面，提供一种用于连续制备涡卷的设备，其包括：连续膜环，在其内侧上具有防粘涂层；用于将可剥落颗粒沉积在所述防粘涂层上的装置；配有垫的一个或多个磨光砂光机；用于驱动所述连续膜环的装置；用于捕获从防粘衬垫剥离的涡卷的倾斜盘。所述可剥落颗粒可包括石墨。

在另一方面，提供一种用于连续制备涡卷的设备，其包括：连续膜环，在其内侧上具有防粘涂层；用于将可剥落颗粒沉积在所述防粘涂层上的装置；配有垫的一个或多个磨光砂光机；用于驱动所述连续膜环的装置；用于捕获从防粘衬垫剥离的涡卷的倾斜盘。

在本公开中：

“干燥”是指基本上不含液体；

“涡卷”是指向内卷以形成具有螺旋横截面的基本上圆柱形形状的表面；

“基本上圆柱形”是指接近中空圆柱体，但具有螺旋横截面的管形；和

“均匀”是指在基底平面内所需维度之上涂层的厚度基本上一致。

所提供的由可剥落材料颗粒制备涡卷的方法和设备避免了腐蚀性化学品和高温的使用。该工艺简单，收率高，并且可适于连续卷对卷工艺。在本公开中，提供一种非常简单、清洁的由可剥落材料(例如，石墨)制备薄的无粘结剂的薄涡卷的工艺。

以上总结并非意图描述本发明每种实施方式的每个公开的实施例。附图说明和随后的具体实施方式更具体地举例说明了示例性实施例。

附图说明