CN104073159A - 一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法及制得产品的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法及制得产品的应用，该石墨烯散热涂层是石墨烯、有机溶剂、改性添加剂的混合溶液；具体是：按比例将石墨烯、有机溶剂混合得到混合溶液A；其中按质量比例，石墨烯∶有机溶剂=1∶500～5000；将改性添加剂按照比例加入混合液A中，得到石墨烯散热涂层溶液；其中，改性添加剂与A溶液按质量比1∶10～100。得到产品的应用：将石墨烯散热涂层溶液涂覆在目标模板表面，得到石墨烯散热涂层。本发明制备工艺简单、加热温度仅为50～300℃、石墨烯与基层黏结力强、石墨烯分布均匀，实现了石墨烯在不规则基层上散热的应用。

Description

一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法及制得产品的应用

技术领域

本发明涉及一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法及制得产品的应用。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，也就是只有一个碳原子厚度的单层石墨薄片(厚度为0.35nm左右)。由于其特殊的结构，它成为到目前为止人类已知的强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。也正因为如此，各国科技界和产业界均不遗余力地推动石墨烯在电子信息、新能源、照明、生物医用等各个领域的实际应用。

石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环,是目前最理想的二维纳米材料。石墨烯具有极高导热系数,近来被提倡用于散热等方面,在散热片中嵌入石墨烯或数层石墨烯可使得其局部热点温度大幅下降。

石墨烯的导热性能优于碳纳米管。普通碳纳米管的导热系数可达3500W/m·K，各种金属中导热系数相对较高的有银(429W/m·K)、铜(380W/m·K)、金(317W/m·K)、铝(200W/m·K)，而单层石墨烯的导热系数可达5300W/m·K。优异的导热性能使得石墨烯有望作为未来超大规模纳米集成电路的散热材料。散热薄膜是计算机、手机制造中的关键材料，比如苹果手机目前用的散热膜是用石墨片制成的，而石墨烯制成散热膜的散热性能会大大优于石墨片。高性能的石墨烯应用产品具有广泛的市场应用前景，针对高性能、超薄以及大功耗电子产品如智能手机、平板手持电脑、大功率节能LED照明、超薄LCD电视等，石墨烯散热薄膜都具有极高的应用价值。

现有技术中，石墨烯与金属基比如铜片、铝片的粘接、石墨烯分布不均匀会导致石墨烯金属基层比如铜片、铝片散热不均匀。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法及制得产品的应用，该方法中石墨烯散热涂层是以石墨烯为主体材料，加入有机溶剂和添加剂，得到石墨烯散热涂层溶液，将石墨烯散热涂层溶液涂敷在基层表面，实现散热。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法，其特征在于：该石墨烯散热涂层是石墨烯、有机溶剂、改性添加剂的混合溶液；其制备方法如下：

1)按比例将石墨烯、有机溶剂混合得到混合溶液A；其中按质量比例，石墨烯：有机溶剂＝1：500～5000；所述有机溶剂可以是乙醇异丙醇；

2)将改性添加剂按照比例加入混合液A中，得到石墨烯散热涂层溶液；其中，改性添加剂与A溶液按质量比1：10～100。所述改性添加剂可以是有机硅树脂。

一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法得到产品的应用，将石墨烯散热涂层溶液涂覆在目标模板表面，得到石墨烯散热涂层。

为得到最佳效果，将石墨烯散热涂层溶液搅拌均匀后在50～300℃下加热涂覆10～20分钟，得到石墨烯散热涂层。目标模板可以具有不规则表面，散热性能同样优良。

本发明解决了现有技术中石墨烯与基层的粘接，石墨烯分布不均匀导致基层散热不均匀，大规模不规则基层的散热等问题。本发明制备工艺简单、加热温度仅为50～300℃、石墨烯与基层黏结力强、石墨烯分布均匀，实现了石墨烯在不规则基层上散热的应用。

附图说明

图1是未加入改性添加剂的A溶液直接涂覆在基层上的SEM图，

图2是加入改性添加剂的石墨烯散热涂层溶液涂敷在基层上的SEM图。

具体实施方式

对比实施例1

一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法，该石墨烯散热涂层是石墨烯、有机溶剂乙醇异丙醇的混合溶液A；石墨烯涂层的体系结构为：石墨烯：乙醇异丙醇＝1：x，其中500≤x≤5000。

应用时，在50～300℃下加热涂覆10～20分钟。本对比实施例1是将未加入改性添加剂的溶液直接涂覆在基层上。

实施例2

一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法，本实施例与对比实施例1不同的是，石墨烯散热涂层溶液的体系结构为：改性添加剂有机硅树脂与A溶液按质量比1：y混合，得到石墨烯散热涂层溶液，其中10≤y≤100，然后进行涂覆。其他与对比实施例1相同。

制备石墨烯散热涂层溶液按以下步骤实现：

1)按比例将石墨烯、乙醇异丙醇混合得到混合溶液A，混合液A的比例为：按质量比例石墨烯：乙醇异丙醇＝1：500～5000；

2)将改性添加剂有机硅树脂按照一定比例加入混合液A中，得到石墨烯散热涂层溶液，石墨烯散热涂层溶液中有机硅树脂与A溶液按质量比1：10～100混合；

将得到的石墨烯散热涂层溶液搅拌均匀后在50～300℃下加热涂覆10～20分钟。

图1是对比实施例1，未加入改性添加剂的A溶液直接涂覆在基层上的SEM图，可看出，散热涂层表面石墨烯分布均匀。图2是实施例2，加入改性添加剂的石墨烯散热涂层溶液涂敷在基层上的SEM图。可以看出，石墨烯与添加剂结合，分布在基层表面。

Claims (6)

1.一种石墨烯散热涂层溶液的制备方法，其特征在于：该石墨烯散热涂层是石墨烯、有机溶剂、改性添加剂的混合溶液；其制备方法如下：

1)按比例将石墨烯、有机溶剂混合得到混合溶液A；其中按质量比例，石墨烯：有机溶剂＝1：500～5000；

2)将改性添加剂按照比例加入混合液A中，得到石墨烯散热涂层溶液；其中，改性添加剂与A溶液按质量比1：10～100。

2.根据权利要求1所述的石墨烯散热涂层溶液的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述有机溶剂是乙醇异丙醇。

3.根据权利要求1所述的石墨烯散热涂层溶液的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述改性添加剂是有机硅树脂。

4.一种权利要求1所述石墨烯散热涂层溶液的制备方法得到产品的应用，将石墨烯散热涂层溶液涂覆在目标模板表面，得到石墨烯散热涂层。

5.根据权利要求4所述的石墨烯散热涂层溶液的制备方法得到产品的应用，其特征在于：将石墨烯散热涂层溶液搅拌均匀后在50～300℃下加热涂覆10～20分钟，得到石墨烯散热涂层。

6.根据权利要求4所述的石墨烯散热涂层溶液的制备方法得到产品的应用，其特征在于：目标模板具有不规则表面。