CN108130005A - 可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：包括导热层，导热层的上下表面和四侧面贴合保护膜层形成柔性材料，该柔性材料的截面呈波纹状；在所述波纹状柔性材料的上下两侧及四周包覆弹性保护膜，弹性保护膜与柔性材料的两端部通过双面胶粘合。本发明所述可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，通过把传统柔性高导热薄膜材料加工成一定形状的波纹结构，在最外层复合弹性保护膜，实现柔性石墨可伸缩、耐弯折。
Description
技术领域
本发明涉及一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，属于石墨导热膜技术领域。
背景技术
伴随着互联网+时代的到来，移动互联网产业得到了大力发展。4G通讯市场的逐步成熟所带来的硬件升级需求，进一步促进了智能终端行业快速发展。目前智能终端主要包含手机、平板电脑和可穿戴设备等，智能硬件产品的发展趋势是高功耗且轻薄化，因此产品的散热问题成为了智能终端业内急需解决的难题。
柔性高导热薄膜材料包括柔性石墨薄膜及柔性石墨烯薄膜，具有高结晶度、晶格取向良好等显著优势，产品不仅导热率高，具有良好的各向异性特点——X轴导热率可达1800W/m-k，Y轴方向约15W/m-k，可与传统热界面材料比拟，并具有更高的可靠性，同时具有良好的加工性能，可以根据不同的使用场景进行设计加工。由于柔性高导热薄膜材料具有高热导率、低的热膨胀率、回弹性、抗热性、抗化学腐蚀，广泛应用于智能终端、通讯设备等消费电子行业。
随着科技的发展，可弯折的电子产品和可穿戴的智能产品层出不穷，这就要求用于散热的产品需要具有可拉伸、可收缩、耐弯折等性能，传统的柔性高导热薄膜材料本身不具备伸缩性能，如表1所示，对其应用提出了严峻的考验。
表1柔性高导热薄膜材料力学性能
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，解决了传统柔性高导热薄膜材料在手机、平板电脑和可穿戴设备等智能终端应用领域无法实现伸缩、耐弯折等技术问题。
按照本发明提供的技术方案，所述可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：包括导热层，导热层的上下表面和四侧面贴合保护膜层形成柔性材料，该柔性材料的截面呈波纹状；在所述波纹状柔性材料的上下两侧及四周包覆弹性保护膜，弹性保护膜与柔性材料的两端部通过双面胶粘合。
进一步地，在所述弹性保护膜的下表面设置有局部背胶层。
进一步地，所述导热层采用高导热的柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料。
进一步地，所述导热层采用单层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围为5～70μm。
进一步地，所述导热层采用复合工艺贴合的多层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围为30～300μm。
进一步地，所述弹性保护膜采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜或聚丙烯薄膜有机膜，厚度为10～50μm。
进一步地，所述保护膜层采用聚酯薄膜基材的单面胶、聚酰亚胺薄膜、聚氯乙烯薄膜或者聚丙烯薄膜有机膜，厚度5～50μm。
进一步地，所述双面胶采用双面压敏胶，厚度3～30μm，粘附力高于5N/25mm。
进一步地，所述背胶层采用双面压敏胶，厚度3～30μm，粘附力高于5N/25mm。
本发明所述可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，通过把传统柔性高导热薄膜材料加工成一定形状的波纹结构，在最外层复合弹性保护膜，实现柔性石墨可伸缩、耐弯折。
附图说明
图1为本发明所述可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料的结构示意图。
附图标记说明：1-导热层、2-弹性保护膜、3-保护膜层、4-双面胶、5-背胶层。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
本发明所述可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料包括导热层1，导热层1的上下表面和四侧面贴合保护膜层3形成柔性材料，该柔性材料的截面呈波纹状；在所述波纹状柔性材料的上下两侧及四周包覆弹性保护膜2，弹性保护膜2与柔性材料的两端部通过双面胶4粘合；在所述弹性保护膜2的下表面设置有局部背胶层5。
所述导热层1选择高导热的柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，可以是单层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围5～70μm；也可以是通过复合工艺贴合的多层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围为30～300μm，以满足不同空隙的散热需求。
所述弹性保护膜2首选热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜(TPU，Thermoplasticpolyurethanes)，厚度为10～50μm；也可以是聚酰亚胺薄膜(PI，Polyimide Film)(包括导热及非导热PI膜)，或者聚氯乙烯薄膜(PVC，Polyvinyl chloride)、聚酯薄膜(PET，Polyethylene terephthalate)、聚丙烯薄膜(PP，Polypropylene)有机膜等。
所述保护膜层3首选聚酯薄膜(PET，Polyethylene terephthalate)基材的单面胶，厚度范围5～50μm，颜色可以是黑色或者其他颜色；还可以是聚酰亚胺薄膜(PI，Polyimide Film)(包括导热及非导热PI膜)，或者聚氯乙烯薄膜(PVC，Polyvinylchloride)、聚丙烯薄膜(PP，Polypropylene)有机膜；胶粘剂采用丙烯酸系压敏胶，此外还可以选择树脂型压敏胶或弹性体压敏胶；也可以不贴合保护膜层。
所述双面胶4采用具有一定粘附力的双面压敏胶，首选丙烯酸系压敏胶，此外还可以选择树脂型压敏胶或弹性体压敏胶，厚度3～30μm，粘附力高于5N/25mm。
所述背胶层5采用具有一定粘附力的双面压敏胶，首选丙烯酸系压敏胶，此外还可以选择树脂型压敏胶或弹性体压敏胶，厚度3～30μm，粘附力高于5N/25mm。
实施例一：一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，制备过程如下：
(1)首先按照一定的产品尺寸对柔性高导热薄膜材料进行模切；
(2)分别在步骤(1)的柔性高导热薄膜材料上下表面贴合一层保护膜，并进行四周包边；
(3)通过治具将步骤(2)中柔性材料制作成波纹形状；
(4)分别在步骤(3)中柔性材料上下两侧贴合弹性保护膜，并进行四周局部包边；
(5)在步骤(4)中柔性材料下表面进行局部背胶，即获得可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料。
实施例二：一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，制备过程如下：
(1)将单层柔性高导热薄膜材料按照层数要求进行贴合；
(2)将步骤(1)中柔性材料按照一定的产品尺寸对柔性石墨材料进行模切；
(3)分别在步骤(2)柔性材料上下表面贴合一层保护膜，并进行四周包边；
(4)通过特殊治具将步骤(3)中柔性材料制作成波纹形状；
(5)分别在步骤(4)中柔性材料上下两侧贴合弹性保护膜，并进行四周局部包边；
(6)在步骤(5)中柔性材料下表面进行局部背胶，即获得可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料。
实施例三：
使用空间间隙0.1mm，采用两层25μm贴合层多层柔性石墨材料，弹性保护膜采用10μmTPU薄膜，保护膜采用厚度5μm黑色PET单面胶，双面胶采用厚度3μmPI基材的亚克力双面胶，背胶采用厚度10μm的PET基材双面胶，粘性1000gf，可实现伸缩2mm，弯折半径4.75mm时，可以耐弯折10万次，导热性能衰减在10％以内，如表2～4。
表2可伸缩柔性石墨材料波纹部分结构组成
| 波纹部分 | 厚度/μm | 层数 | 总厚度/μm |
| 柔性石墨 | 25 | 2 | 50 |
| 双面胶 | 3 | 1 | 3 |
| TPU薄膜 | 12.5 | 2 | 25 |
| 总厚度/μm | / | / | 78 |
表3可伸缩柔性石墨材料整体结构组成
表4弯折10万次导热性能
实施例四：
使用空间间隙0.3mm，采用5层32μm石墨烯薄膜和2层25μm石墨薄膜贴合层多层柔性石墨材料；弹性保护膜采用25μmPP薄膜；保护膜采用厚度5μm黑色PET单面胶；双面胶采用两种，一种厚度3μmPET基材的亚克力双面胶，一种厚度为6μm压敏胶；背胶采用厚度10μm的PET基材双面胶，粘性1200gf；可实现伸缩5mm，弯折半径1.5mm时，可以耐弯折10万次，导热性能衰减在10％以内，如表5～7。
表5可伸缩柔性石墨烯材料波纹部分结构组成
表6可伸缩柔性石墨材料整体结构组成
表7弯折10万次导热性能
Claims (9)
1.一种可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：包括导热层（1），导热层（1）的上下表面和四侧面贴合保护膜层（3）形成柔性材料，该柔性材料的截面呈波纹状；在所述波纹状柔性材料的上下两侧及四周包覆弹性保护膜（2），弹性保护膜（2）与柔性材料的两端部通过双面胶（4）粘合。
2.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：在所述弹性保护膜（2）的下表面设置有局部背胶层（5）。
3.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述导热层（1）采用高导热的柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料。
4.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述导热层（1）采用单层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围为5~70μm。
5.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述导热层（1）采用复合工艺贴合的多层柔性石墨薄膜材料或者柔性石墨烯薄膜材料，厚度范围为30~300μm。
6.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述弹性保护膜（2）采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜或聚丙烯薄膜有机膜，厚度为10~50μm。
7.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述保护膜层（3）采用聚酯薄膜基材的单面胶、聚酰亚胺薄膜、聚氯乙烯薄膜或者聚丙烯薄膜有机膜，厚度5~50μm。
8.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述双面胶（4）采用双面压敏胶，厚度3~30μm。
9.如权利要求1所述的可伸缩耐弯折的柔性高导热薄膜材料，其特征是：所述背胶层（5）采用双面压敏胶，厚度3~30μm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180608 |