CN103589134A - 一种高导热泡棉类热界面材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高导热泡棉类热界面材料及其制备方法，属于石墨烯及电子工业技术领域；所述高导热泡棉类热界面材料包括泡棉和填充在泡棉孔隙内的石墨烯，其制备方法如下：首先将石墨烯分散在分散液中，再将石墨烯分散液均匀填充在泡棉的孔隙中，最后去除泡棉中的液态组分而成；本发明的高导热泡棉类热界面材料及其制备方法，利用泡棉为骨架和载体，创造性的将石墨烯填充进载体的孔隙中，克服了石墨烯发泡工艺中发泡过程控制难度大、生产成本高、成型难、石墨烯会影响内部泡孔结构而造成发泡率低、泡孔不均匀等缺点，整个制备工艺具有设备和操作简单、成本较低，容易实现产业化，且整个生产过程对环境友好，所得产品导热性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种高导热泡棉类热界面材料及其制备方法，属于石墨烯以及电子工业技术领域。
背景技术
热传导一直是电子工业中的一项重要工艺，元器件的工作温度常常是可靠性的重要依据。因此解决元器件的热传导问题将是工程师面临的重要技术问题，元器件的散热问题解决不好，产品的可靠性无从谈起，特别凭借电子技术以及材料科技的发展的今天，元器件得以快速地向小型化、高功能与高效率发展，高性能的元器件在高速度运行下会产生大量的热，这些热量必须立即去除以保证元器件能在正常工作温度下以最高效率运行，因此热传导相关技术随着电子工业的发展不断地受到挑战，这其中对于存在于热传导接口间问题的掌握，以及对各种热传导材料的选择便成为解决热传导问题的重要环节。而现在的热界面材料主要包括环氧化物、相变材料（PCM）、膏和凝胶、软性硅胶导热绝缘垫和导热石墨片等，但上述材料或多或少的存在成本较高、成型难且导热效率不高的缺点。
石墨烯自2004年被发现以来就作为一种新型碳材料而备受关注。它是一种完全由sp2杂化的碳原子构成的厚度仅为单原子层或数个单原子层的准二维晶体材料，具有高透光性和导电性、导热性、高比表面积、高强度及柔韧性等优异的性能，有望在高性能纳电子器件、光电器件、气体传感器、复合材料、场发射材料及能量存储等领域获得广泛应用；由于石墨烯泡沫骨架本身具有优异的导热能力，其热导率高达5000 W/（m.K），是铜的10倍，此外石墨烯还具有高达2600 m2/g的超高比表面积和100倍于钢的超高强度，且具有很好的柔韧性和伸展性。因此，理论上石墨烯是一种理想的轻质、高效热管理材料。
随着对石墨烯研究，出现了利用石墨烯混合发泡材料进行发泡而制成的高导热泡棉类热界面材料，但是在石墨烯和发泡材质直接混合状态下发泡会影响内部泡孔结构，具有控制难度大、生产成本高、成型难缺点，还容易造成发泡率低、泡孔不需均匀，从而影响其导热性能。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用泡棉填充石墨烯工艺生产高导热泡棉类热界面材料，适用于高导热泡棉类热界面材料的高效、大量、低成本的制备，且制的产品具有导热率高的优点。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料，包括泡棉和填充在泡棉孔隙内的石墨烯。
进一步的，在所述热界面材料中石墨烯的质量分数为10%-90%。
所述泡棉的材质为聚醚类、聚氨酯、聚乙烯、橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、泡沫金属中的一种。
进一步的，所述泡棉的厚度为0.5mm-100mm。
所述高导热泡棉类热界面材料的导热系数为6.0 W/(m.k)-12W/(m.k)
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，包括如下步骤：首先将石墨烯粉末或浆料均匀的分散在分散液中制备石墨烯分散液；再将所得石墨烯分散液均匀填充在泡棉的孔隙中；最后去除泡棉中的液态组分制得高导热泡棉类热界面材料。
进一步的，所述分散液为水、醇类、酮类、醛类、有机酸、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯苯或二氯苯、瓜尔胶及其衍生物的水分散液、聚乙烯吡咯烷酮的水分散液、聚丙烯酰胺的水分散液、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇的水分散液、天然高分子糖类及其衍生物的水分散液中的一种或多种。
所述瓜尔胶及其衍生物的水分散液、聚乙烯吡咯烷酮的水分散液、聚丙烯酰胺的水分散液、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇的水分散液、天然高分子糖类及其衍生物的水分散液中，高分子的质量分数为0.01%-20%。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，所述石墨烯分散液的制备步骤中还加入表面活性剂。
进一步的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基溴化铵、聚氧乙烯月桂醚类、吐温类、曲拉通类中的一种或多种。
进一步的，所述表面活性剂在分散液中的质量分数为0.1%-5%。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，所述石墨烯分散液中石墨烯的质量分数为0.1%-10%。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，所述泡棉的材质为聚醚类、聚氨酯、聚乙烯、橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、泡沫金属中的一种。
进一步的，所述泡棉的厚度为0.5mm-100mm。
采用本方法制的高导热泡棉类热界面材料，其导热系数为6.0 W/(m.k)-12W/(m.k)。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，是以石墨烯和泡棉为原料，首先将石墨烯粉末或者浆料均匀的分散在有机、无机、高分子溶剂中，为了提高分散效果，可适当的添加少量的表面活性剂，并且在超声或者机械搅拌下进行分散，以提高分散液的分散的均匀性和稳定性；其次，将分散好的石墨烯分散液均匀的填充在泡棉中，采用的填充方法可以为涂抹、挤压、注入等方式；再利用常规的干燥方式去除其中的分散剂和表面活性剂等液态成分，从而得到一种具有高导热性的泡棉类热界面材料，本发明的高导热泡棉的导热系数为6.0-12W/(m.k)；本发明所述的填充在泡棉孔隙内的石墨烯，是指石墨烯附着在泡棉的孔隙内壁或/和填充在泡棉的孔隙内，所采用泡棉的孔隙率要求能满足石墨烯的填充量为宜。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：利用泡棉为骨架和载体，采用填充石墨烯至泡棉孔隙中的工艺，制备了高导热的泡棉类热界面材料，由于泡棉本身具有的可伸缩的性质，使得电子器件与器件之间的无缝衔接，使得导热效率较高，解决了石墨片直接做热界面材料成型困难的问题；同时本发明克服了现有的石墨烯发泡工艺中发泡过程控制难度大、生产成本高、成型难、石墨烯会影响内部泡孔结构而造成发泡率低、泡孔不均匀等缺点；本发明的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，采用泡棉为载体制作的热界面材料，整个生产工艺具有设备和操作简单、成本较低，容易实现产业化，且整个生产过程对环境友好，所得的热界面材料导热效率高。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是泡棉进行石墨烯填充前的电镜图；
图2是泡棉进行石墨烯填充后的电镜图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
首先对本发明的制备工艺流程进行解释和说明，一种高导热泡棉类热界面材料，包括泡棉和填充在泡棉孔隙内的石墨烯；所述热界面材料中石墨烯的质量分数为10%-90%，所述泡棉可以选择市售的任何材质的能作为载体的泡棉，优选的为聚醚类、聚氨酯、聚乙烯、橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、泡沫金属中的一种，上述材质与石墨烯结合的较好，且在进行石墨烯填充处理后其机械系性能仍较好，能满足使用需求。所采用的各种材质的泡棉均为现有市售，其孔隙率以石墨烯的填充量能达到工艺要求为宜，优选泡棉的厚度为0.5mm-100mm，使使得其填充量、填充效率和导热系数得到优化。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料制备方法，首先将石墨烯粉末或浆料均匀的分散在分散液中制备石墨烯分散液；再将所得石墨烯分散液均匀填充在泡棉的孔隙中；最后去除泡棉中的液态组分制得高导热泡棉类热界面材料。本发明中可以采用机械搅拌或超声的方式是得石墨烯在分散液中均匀分散，为了使石墨烯分散液最大限度的进入泡棉中，可反复进行几次填充，最后采用常规的干燥方式去除泡棉中的分散剂和表面活性剂等液态组分而成。
所述分散液为可也以无机液、有机液或高分子分散液的一种或者多种，优选的无机液为水，有机液为醇类、酮类、醛类、有机酸、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯苯或二氯苯，高分子分散液为瓜尔胶及其衍生物的水分散液、聚乙烯吡咯烷酮的水分散液、聚丙烯酰胺的水分散液、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇的水分散液、天然高分子糖类及其衍生物的水分散液。作为优选的，瓜尔胶及其衍生物的水分散液、聚乙烯吡咯烷酮的水分散液、聚丙烯酰胺的水分散液、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇的水分散液、天然高分子糖类及其衍生物的水分散液中，上述水分散液为高分子类的分散液，其中高分子的质量分数优选的为0.01 %-20%，该高分子类的分散液质量分数范围内，能有效改善石墨烯的分散性能和在泡棉中的填充性能。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，所述石墨烯分散液的制备步骤中还加入表面活性剂以提高石墨烯的分散的效率和分散的稳定性；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基溴化铵、聚氧乙烯月桂醚类、吐温类、曲拉通类中的一种或多种；所述表面活性剂在分散液中的质量分数优选的为0.1%-5%，在该分散液中的质量分数范围内能够有效的改善石墨烯的分散性能，并且不影响石墨烯在泡棉中的填充效果。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法中，所制得的石墨烯分散液中石墨烯的质量分数优选的为0.1%-10%，在该石墨烯分散液中石墨烯的质量分数范围内能够保证石墨烯分散和填充性能。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，采用的泡棉的材质为聚醚类、聚氨酯、聚乙烯、橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、泡沫金属中的一种，所述泡棉的厚度优选的为0.5mm-100mm。
本发明的高导热泡棉类热界面材料制备方法，由于采用了泡棉孔隙填充石墨烯工艺，相比于石墨烯和泡棉原料共同发泡工艺，所得的热界面材料能够有效的提导热系数，同时克服了发泡工艺中石墨烯容易对发泡过程产生影响，且过程控制难度大的缺点。
本发明的一种高导热泡棉类热界面材料及其制备方法，将通过具体实施例做进一步的具体解释和说明。
实施例1
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到999.00g的纯水中，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚醚类制成的泡棉中，泡棉的厚度为100.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为200-260℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为10%，其导热系数为6.0 W/(m.k)。
实施例2
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到198.80g的乙醇中（醇类），并加入0.20g十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚氨酯制成的泡棉中，泡棉的厚度为0.5mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为30%，其导热系数为7.5W/(m.k)。
实施例3
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到98.51g的环己酮中（酮类），并加入0.50g十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚乙烯制成的泡棉中，泡棉的厚度为10.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，其导热系数为8.9W/(m.k)。
实施例4
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到23.76g的苯甲醛（醛类）中，并加入0.24g十六烷基溴化铵作为表面活性剂，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为橡胶制成的泡棉中，泡棉的厚度为20.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为60%，其导热系数为9.2W/(m.k)。
实施例5
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到15.20g的乳酸（有机酸）中，并加入0.47g平平加O25（聚氧乙烯月桂醚类）作为表面活性剂，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为乙烯-醋酸乙烯共聚物制成的泡棉中，泡棉的厚度为40.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为70%，其导热系数为11.5W/(m.k)。
实施例6
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到10.93g的N-甲基吡咯烷酮中，并加入0.58g吐温80（吐温类）作为表面活性剂，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为酚醛树脂制成的泡棉中，泡棉的厚度为60.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为80%，其导热系数为11.6W/(m.k)。
实施例7
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到8.64g的二甲基甲酰胺中，并加入0.36g曲拉通-100（曲拉通类）作为表面活性剂，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为泡沫金属制成的泡棉中，泡棉的厚度为80.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为90%，其导热系数为11.0W/(m.k)。
实施例8
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到18.90g的二甲基乙酰胺中，并加入0.10g十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚醚类制成的泡棉中，泡棉的厚度为2.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-250℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为70%，其导热系数为10.8W/(m.k)。
实施例9
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到98.01g的氯苯中，并加入0.99g十六烷基溴化铵作为表面活性剂，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚乙烯制成的泡棉中，泡棉的厚度为80.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为40%，其导热系数为7.3W/(m.k)。
实施例10
石墨烯分散液以如下配比进行制备：1.00g石墨烯粉末加入到98.01g的二氯苯中，并加入0.99g十六烷基溴化铵作为表面活性剂，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚乙烯制成的泡棉中，泡棉的厚度为80.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为60%，其导热系数为9.6W/(m.k)。
实施例11
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将0.002g的瓜尔胶及其衍生物加入到22.80g水中制的瓜尔胶及其衍生物的水分散液，并加入1.20g吐温80（吐温类）作为表面活性剂，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚氨酯制成的泡棉中，泡棉的厚度为40.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，其导热系数为11.6W/(m.k)。
实施例12
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将0.76g的聚乙烯吡咯烷酮加入到14.44g水中制的聚乙烯吡咯烷酮的水分散液，并加入0.47g平平加O25（聚氧乙烯月桂醚类）作为表面活性剂，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为橡胶制成的泡棉中，泡棉的厚度为60.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为80%，其导热系数为20W/(m.k)。
实施例13
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将19.90g的聚丙烯酰胺加入到179.10g水中制的聚丙烯酰胺的水分散液，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚醚类制成的泡棉中，泡棉的厚度为20.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为30%，其导热系数为6.9W/(m.k)。
实施例14
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将1.67g的聚乙烯醇加入到9.48g水中制的聚乙烯醇的水分散液，并加入0.35g平平加O25（聚氧乙烯月桂醚类）作为表面活性剂，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为泡棉金属制成的泡棉中，泡棉的厚度为10.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，其导热系数为10.8W/(m.k)。
实施例15
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将1.79g的聚乙二醇加入到7.16g水中制的聚乙二醇的水分散液，并加入0.05g十二烷基硫酸钠作为表面活性剂，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在机械搅拌下使其均匀分散。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚醚类制成的泡棉中，泡棉的厚度为60.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-250℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，其导热系数为8.8W/(m.k)。
实施例16
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将1.50g的壳聚糖（天然高分子糖类及其衍生物类）加入到13.54g水中制的天然高分子糖类及其衍生物的水分散液，并加入0.63g曲拉通-100（曲拉通类）作为表面活性剂，再将1.00g石墨烯粉加入分散液中，在超声的情况下使其分散均匀，超声时间0.5-2h。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚乙烯制成的泡棉中，泡棉的厚度为10.0mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为70%，导热系数为11.3W/(m.k)。
实施例17
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将1.00g的乙烯基纤维素钠（天然高分子糖类及其衍生物类）加入到50.00g水中，搅拌均匀，再向其中加入固含量为2%的石墨烯浆料50.00g，在机械搅拌的条件下使其分散均匀。将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚氨酯类的泡棉中，泡棉的厚度为2mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，导热系数为12W/(m.k)。
实施例18
石墨烯分散液以如下配比进行制备：将瓜尔胶及其衍生物1.00g加入到50.00g水中，搅拌均匀；再向其中加入固含量为2%的石墨烯浆料50.00g，在机械搅拌的条件下使其分散均匀；将分散好的石墨烯分散液的均匀的填充在材质为聚氨酯类的泡棉中，泡棉的厚度为1mm，长宽分别为4.8cm×3.3cm；在温度为100-180℃的鼓风干燥的方式烘干2-3h去除泡棉中的液态组分，制成高导热的泡棉热界面材料。经检测，所得泡棉中石墨烯的质量分数为50%，导热系数为12W/(m.k)。
本发明上述实施例中，石墨烯分散液配比中均以1.00g石墨烯粉为基准进行配比，其具体的适量以泡棉的体积而定，或根据填充量而定；实施例中所采用的水均为实验室用去离子水，所采用石墨烯原料、分散剂、表面活性剂和泡棉在无特殊说明下均为市售规格。
本发明利用泡棉为骨架和载体，采用填充石墨烯至泡棉孔隙中的工艺，制备了高导热的泡棉类热界面材料，由于泡棉本身具有的可伸缩的性质，使得电子器件与器件之间的无缝衔接，使得导热效率较高，解决了石墨片直接做热界面材料成型困难的问题；同时本发明克服了现有的石墨烯发泡工艺中发泡过程控制难度大、生产成本高、成型难、石墨烯会影响内部泡孔结构而造成发泡率低、泡孔不均匀等缺点；本发明的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，采用泡棉为载体制作的热界面材料，整个生产工艺具有设备和操作简单、成本较低，容易实现产业化，且整个生产过程对环境友好，所得的热界面材料导热性好。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种高导热泡棉类热界面材料，其特征在于：包括泡棉和填充在泡棉孔隙内的石墨烯。
2.如权利要求1所述的高导热泡棉类热界面材料，其特征在于：所述热界面材料中石墨烯的质量分数为10%-90%。
3.如权利要求1或2所述的高导热泡棉类热界面材料，其特征在于：所述泡棉的材质为聚醚类、聚氨酯、聚乙烯、橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物、酚醛树脂、泡沫金属中的一种。
4.一种高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：首先将石墨烯粉末或浆料均匀的分散在分散液中制备石墨烯分散液；再将所得石墨烯分散液均匀填充在泡棉的孔隙中；最后去除泡棉中的液态组分制得高导热泡棉类热界面材料。
5.如权利要求4所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述分散液为水、醇类、酮类、醛类、有机酸、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氯苯或二氯苯、瓜尔胶及其衍生物的水分散液、聚乙烯吡咯烷酮的水分散液、聚丙烯酰胺的水分散液、聚乙烯醇的水分散液、聚乙二醇的水分散液、天然高分子糖类及其衍生物的水分散液中的一种或多种。
6.如权利要求4或5所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述石墨烯分散液的制备时还加入表面活性剂。
7.如权利要求6所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基溴化铵、聚氧乙烯月桂醚类、吐温类、曲拉通类中的一种或多种。
8.如权利要求6或7所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂在分散液中的质量分数为0.1%-5%。
9.如权利要求4或5或7所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述石墨烯分散液中石墨烯的质量分数为0.1%-10%。
10.如权利要求4或5或7所述的高导热泡棉类热界面材料的制备方法，其特征在于：所述泡棉的厚度为0.5mm-100mm。
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