[发明专利]一种石墨烯散热涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯散热涂料，特别涉及一种新型结构石墨烯散热涂料及其制备方法和应用。

背景技术

随着科学技术的发展，电子产品向着小型化、轻型化、高功率化发展，电子产品在运行过程中易产生大量的热量，这些热量如果不能及时的散发出去，会积聚起来使电子产品长期在高温条件下工作，将严重影响电子产品的工作稳定性和安全可靠性。目前为了强化电子产品散热器的散热效果，主要是通过改变电子产品散热器的结构、散热器的材质等方式达到提高散热效果的目的，但是这些方法加工麻烦、费用高，散热效果也不太理想。散热功能涂料的出现以及其在电子产品上的应用，是解决电子产品散热问题的一个新热点，但是目前市场上，普遍的散热功能涂料都采用石墨、碳纳米管、金刚石、陶瓷粉等导热材料作为填料，其散热效果并没有达到理想效果，也没能解决电子产品存在的导热散热难的问题。

当下，因为石墨烯导热性极高(导热系数达到5000w/m·k)，所以将石墨烯作为导热材料开发石墨烯散热涂料成为一个新的研究方向，但是普通的石墨烯导热涂料涂膜的散热效果并不明显，也不能解决现有的电子产品散热问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种石墨烯散热涂料，以解决现有技术中电子产品存在的导热散热难的问题。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种石墨烯散热涂料，包括如下重量份数的组分：

高分子树脂：40-80份；

石墨烯：5-15份；

一维碳纳米材料：1-8份；

导热金属粉：1-8份；

分散剂：0.5-5份；

消泡剂：0.5-5份；

惰性溶剂：100-200份；

其中，所述导热金属粉选自银粉、铜粉和铝粉中的至少一种，且粒度为1-20μm。

上述石墨烯散热涂料中，石墨烯导热性极高，导热系数达到5000W/m·K，在水平方向上具有良好的导热散热性能，但是其纵向导热性能并不理想。本发明以高分子树脂作为成膜树脂，将石墨烯、一维碳纳米材料、导热金属粉导热材料均匀分散于涂膜中，使得导热材料间形成接触和相互作用，体系内形成类似网状或链状结构形态，这样，涂膜纵向也形成了导热网链，从而大幅度提高了涂膜的纵向导热性能。因此，通过上述散热涂料配方中各组分的相互结合作用，热源产生的热量能够通过石墨烯、一维碳纳米材料、导热金属粉形成的导热网链迅速均匀地传导扩散到涂膜表面的石墨烯，表面石墨烯再迅速以对流、红外辐射的形式把热量散发出去，从而达到大幅度降低热源温度的效果，解决了目前市场上电子产品导热散热难、普通散热功能涂料散热效果不理想、不能解决电子产品散热难等问题。

以及，相应地，本发明的另一目的在于提供一种石墨烯散热涂料的制备方法，以制备出具有良好散热性能的石墨烯散热涂料。其技术方案如下：

一种石墨烯散热涂料的制备方法，其包括如下制备步骤：

按照上述石墨烯散热涂料配方称取各组分；

将所述高分子树脂、石墨烯、一维碳纳米材料、惰性溶剂和分散剂混合搅拌，获得混合物料，再将混合物料研磨分散，制得石墨烯散热浆料；

在所述石墨烯散热浆料中加入所述导热金属粉、消泡剂和惰性溶剂，混合均匀，制得所述石墨烯散热涂料。

上述制备方法制备工艺简单，施工方便灵活，140℃以下烘烤30min即可以固化成膜，制备成本较低。而且固化成膜后，涂膜具有优异的导热散热功能，能够解决现有电子产品散热难问题。

再者，上述石墨烯散热涂料具有质量轻、涂膜强度高、导热散热效果优异等特点，因此可被广泛应用于日常电子产品以及航空、航天或军事领域的电子器件，有利于电子产品小型化、轻型化、高功率化发展。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例涂膜中导热材料结构示意图；

图2为本发明实施例涂膜表面的SEM图(a)；

图3为本发明实施例涂膜表面的SEM图(b)；

图4为本发明实施例涂膜断面的SEM图(a)；

图5为本发明实施例涂膜断面的SEM图(b)；

图6为本发明各实施例涂料的散热效果测试结果图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。