[发明专利]一种散热用碳纳米管复合石墨膜

说明书

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，尤其涉及一种散热用碳纳米管复合石墨膜。

背景技术

随着电子器件大功率和微型化的发展趋势，高效散热已经成为制约器件性能和结构设计的关键瓶颈。大量电子器件集成在狭小空间，使传统散热器件无法获得足够的安装空间，极大制约着微型器件的发展。高导热石墨膜是一种在水平方向具有超高热导率的石墨膜材料，在微观结构中高结晶的石墨片层结构沿着水平方向精密堆叠在一起，其热导率甚至可达1500-2000 W/mK，是目前商用导热材料中热导率最高的材料。基于其优秀的水平导热特性，高导热石墨膜可以迅速将热源热量传递至石墨膜边缘，且能实现热源热量的定向散热，极大便利了电子器件设计，在大屏幕手机、平板电脑等产品中被大量使用。但是高导热石墨膜中石墨片沿水平方向堆垛，使其在厚度方向的导热特性特别差，往往只有几十W/mK，甚至更低。在现有技术中，一般通过在高导热石墨膜中填充导热填料以提高其厚度方向热导率，但这一尝试往往带来石墨膜结构完整性和力学性能的下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能解决上述技术问题的散热用碳纳米管复合石墨膜。

其中，散热用碳纳米管复合石墨膜包括：

彼此复合的石墨导热层和碳纳米管散热层，其中，所述石墨导热层具有彼此相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和/或第二表面至少涂覆有一层碳纳米管散热层。

作为本发明的进一步改进，所述石墨导热层由高导热石墨材料紧密堆叠而成，其厚度在 1μm-200μm之间。

作为本发明的进一步改进，所述石墨导热层选自天然石墨、人工石墨、高取向热解石墨、石墨烯微片的任意一种或几种的组合。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管散热层包括碳纳米管材料、助剂和粘结树脂。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管材料为碳纳米管、石墨烯、碳纳米管纤维的任意一种或几种的组合，所述碳纳米管材料在所述碳纳米管散热层中所占的重量百分比为5-30%。

作为本发明的进一步改进，所述粘结树脂为水性聚氨酯、水性丙烯酸、水性环氧树脂、水性醇酸树脂、水性有机硅树脂的任意一种或几种组合，所述粘结树脂在所述碳纳米管散热层中所占的重量百分比为65-90%。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管散热层可通过丝网印刷、喷墨打印、辊涂、刮涂、喷涂方式涂覆在所述石墨导热层的第一表面和/或第二表面。

作为本发明的进一步改进，所述碳纳米管散热层的涂覆厚度在0.1μm-100μm之间。

作为本发明的进一步改进，所述散热用碳纳米管复合石墨膜被设置为可涂覆不干胶或导热胶与热源贴合。

作为本发明的进一步改进，所述散热用碳纳米管复合石墨膜的热导率采用激光热导仪测试，所述散热用碳纳米管复合石墨膜的水平热导率在300-1400 W/mK之间。

与现有技术相比，通过在石墨导热层的表面直接涂覆碳纳米管散热层，使得石墨导热层垂直方向上的散热能力增强，同时，有机涂层的涂覆使得石墨导热层具有更加优越的力学性能和柔韧性，显著提高石墨导热层的使用特性；简单便捷的使用涂覆方式，可以适应不同形貌石墨基底的高效涂装，具有重要的规模化应用商业价值。

附图说明

图1是本发明一实施方式中只在石墨导热层的一个表面涂覆碳纳米管散热层的散热用碳纳米管复合石墨膜的结构示意图。

图2是本发明一实施方式中在石墨导热层的上下两个表面均涂覆碳纳米管散热层的散热用碳纳米管复合石墨膜的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

参图1和图2所示，本发明一实施方式中的散热用碳纳米管复合石墨膜100包括彼此复合的石墨导热层10和碳纳米管散热层20，石墨导热层10具有彼此相对的第一表面11和第二表面12，碳纳米管散热层20可单独涂覆在第一表面11上或第二表面12上，也可以同时涂覆在第一表面11和第二表面12上。优选地，碳纳米管散热层20可根据需要涂覆一层或多层。

石墨导热层10，由高导热石墨材料紧密堆叠而成，其厚度在 1μm-200μm之间，优选地，石墨导热层10选自天然石墨、人工石墨、高取向热解石墨、石墨烯微片的任意一种或几种的组合。