[发明专利]石墨烯导热膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯导热膜及其制备方法，其中，石墨烯导热膜的制备方法包括以下步骤：步骤1：将石墨烯乳液涂覆于聚酰亚胺薄膜的表面，得到石墨烯聚酰亚胺复合薄膜；步骤2：将石墨烯聚酰亚胺复合薄膜烘至半干，得到表面具有粘性的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜；步骤3：具有粘性的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜包裹石墨纸；步骤4：将包裹石墨纸的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜经高温碳化、石墨化后得到石墨烯导热膜半成品；步骤5：石墨烯导热膜半成品经过压延后，得到石墨烯导热膜。本发明提供的石墨烯导热膜具有高导热性，且柔韧性高，散热性能好。

技术领域

本发明涉及导热材料技术领域，特别是涉及一种石墨烯导热膜及其制备方法。

背景技术

随着电子产品日趋智能及复杂化，电子产品内部所需的元器件数量增多，集成度变高，导致电子产品在运行过程中产生的热量越来越大，热量若不及时排出，易积累而形成高温，降低这些电子产品的性能、可靠性和使用寿命。因此，电子产品行业对作为热控系统核心部件的散热材料的要求越来越高，不但要求散热材料具有高效的散热性能，还必须同时具备质量轻、材料薄、柔韧性好的特点。

在目前电子产品中广泛使用的用于散热的导热膜材料主要有天然石墨膜和人工石墨膜。天然石墨膜制备工艺复杂，成型困难，制备出的导热膜柔韧性较差，厚度较厚，不能很好地满足电子产品的设计要求。对于天然石墨膜，中国专利申请CN102730675A公开了一种高导热石墨膜及其制备方法，该技术通过将一定比例的天然石墨和复合氧化剂混合，并通过一系列反应，最后将压延成片的样品碳化及石墨化制备出天然石墨膜。虽然该产品具有很好的导热系数，但是制备出的膜较厚(至少达到100μm)且柔韧性较差，较厚的导热膜材料在电子产品中占据太多空间，直接影响产品的设计结构。

除了采用天然石墨膜，还可以采用人工石墨膜，但由于人工石墨膜制造成本过高，导致价格较高。在制备人工石墨膜过程中，人工石墨膜成型温度过高及成型时间过长导致的高耗能带来了制造成本的上升，该种技术工艺不能满足日益重要的国家节能减排的要求。对于人工石墨膜，中国专利申请CN103080005A公开的石墨膜及其制造方法，该方法通过高温碳化及高温石墨化聚酰亚胺薄膜制备得到人工石墨膜，该导热膜材料膜厚可设计，最薄可达到5μm，散热效果非常好，且密度较小，能很好地满足电子产品轻薄的要求，但是该种人工石墨膜的制造成本过高，动辄每平米上千元，主要由于制造成本中碳化及石墨化过程中能耗过大，其中，碳化温度高达1500℃，石墨化温度高达3000℃，势必带来高耗能和高成本，导致导热膜材料的价格昂贵。

发明内容

基于此，针对如何降低导热膜的制备成本的同时保证导热膜的性能的技术问题，本发明提供一种石墨烯导热膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将石墨烯乳液涂覆于聚酰亚胺薄膜的表面，得到石墨烯聚酰亚胺复合薄膜；

步骤2：将石墨烯聚酰亚胺复合薄膜烘至半干，得到表面具有粘性的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜；

步骤3：具有粘性的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜包裹石墨纸；

步骤4：将包裹石墨纸的石墨烯聚酰亚胺复合薄膜经高温碳化、石墨化后得到石墨烯导热膜半成品；

步骤5：石墨烯导热膜半成品经过压延后，得到石墨烯导热膜。

在其中一个实施例中，所述步骤1中的石墨烯乳液为质量百分数为5％的石墨烯分散液，石墨烯分散液中的溶剂为PE乳液。

在其中一个实施例中，所述石墨烯乳液的pH值为6.5～7.4，其中，石墨烯比表面积为260m²/g～540m²/g，石墨烯平均厚度为4nm～7nm。

在其中一个实施例中，所述步骤1中的聚酰亚胺薄膜厚度为20μm～30μm。

在其中一个实施例中，所述步骤1中石墨烯乳液的厚度为20μm～30μm。