[发明专利]石墨烯导热硅胶垫的制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯导热硅胶垫的制备方法，包括：采用化学气相沉积法在金属箔片表面生长单层石墨烯薄膜，得到石墨烯薄膜/金属箔片；制备偶联剂改性的导热填料，将偶联剂改性的导热填料、乙烯基硅油、含氢硅油﹑抑制剂和催化剂混合形成混合物料，过辊处理后，在加热条件下压片，制备导热硅胶垫；将石墨烯薄膜/金属箔片的石墨烯表面与热释放胶带贴合，将石墨烯薄膜/金属箔片的金属箔片面进行表面打磨，然后置于刻蚀液中直至金属箔片完全溶解，得到石墨烯薄膜/热释放胶带；将石墨烯薄膜/热释放胶带用去离子水进行漂洗、干燥后，将石墨烯薄膜/热释放胶带粘有石墨烯薄膜的表面与导热硅胶垫贴合，然后移除热释放胶带。

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，尤其涉及一种石墨烯导热硅胶垫的制备方法。

背景技术

随着电子设备不断集成化，更多更强大的功能被集成到更小的组件中，实现组件的多功能化。但是，高集成化设备运行中，由于温度的快速升高容易导致设备运行速度减慢、器件工作中途出故障、尺寸空间限制以及其它很多性能方面的问题。因此温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一，即在架构紧缩，操作空间越来越小的情况下，如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量，是高集成化设备的设计重点之一。导热硅胶片具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性，专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位间的热传递，同时还起到绝缘、减震等作用，能够满足设备小型化及超薄化的设计要求，极具工艺性和使用性，且厚度适用范围广，是一种极佳的导热填充材料而被广泛应用于电子电器产品中。但是目前的导热硅胶垫导热系数较低，一般不超过5W/mK，且横向传热慢，均热效果较差，无法快速的将局部热能传导到其他地方。

石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，导热系数高达5300W/mK，可以替代目前导热材料中普遍使用的氧化铝﹑氮化硼以及银粉等低导热填料。但是由于目前石墨烯制备技术所限，制得的石墨烯粉体片层过厚，片径太小，导致纵向导热系数太低，搭接热阻过大，同时由于石墨烯粉体其本身吸油值太高而无法大量填充于高分子基材，使得制备的石墨烯导热材料远远达不到其理论值。因此，如何将石墨烯优异的导热性能合理的应用到导热材料中是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯导热硅胶垫的制备方法，旨在解决现有技术导热硅胶垫横向导热系数不高、均热效果不佳的问题。

本发明是这样实现的，一种石墨烯导热硅胶垫的制备方法，包括以下步骤：

提供金属箔片，采用化学气相沉积法在所述金属箔片表面生长单层石墨烯薄膜，得到石墨烯薄膜/金属箔片；

制备偶联剂改性的导热填料，将所述偶联剂改性的导热填料、乙烯基硅油、含氢硅油﹑抑制剂和催化剂混合形成混合物料，过辊处理后，在加热条件下压片，制备导热硅胶垫；

将所述石墨烯薄膜/金属箔片的石墨烯表面与热释放胶带贴合，将所述石墨烯薄膜/金属箔片置于刻蚀液中直至所述金属箔片完全溶解，得到石墨烯薄膜/热释放胶带；将所述石墨烯薄膜/热释放胶带用去离子水进行漂洗、干燥后，将所述石墨烯薄膜/热释放胶带粘有石墨烯薄膜的表面与所述导热硅胶垫贴合，并移除所述热释放胶带，得到石墨烯导热硅胶垫。

本发明提供的石墨烯导热硅胶垫的制备方法，首先通过化学气相沉积法制备单层石墨烯薄膜，然后采用改性导电填料作为原料制备导热硅胶垫，得到导热系数大于6.5W/mK的导热硅胶底，最后将单层的石墨烯薄膜转移到所述导热硅胶垫上，得到石墨烯导热硅胶垫。通过将石墨烯导热硅胶含有石墨烯薄膜的一面与发热源接触，能将分布不均匀的点热源传递的热量迅速扩散至所述导热硅胶垫的整个面。同时，由于所述石墨烯薄膜为单层石墨烯，不受多层石墨烯纵向传热的能力差的影响，能将热量直接传导到所述导热硅胶垫，再由所述导热硅胶垫传导至散热器。由此，一方面可以增强导热硅胶垫的均热效果，有效减缓过热对设备或器件带来的影响；另一方面提高所述导热硅胶垫的传热效率，从而降低电子器件的整体温度。