CN108531143A - 一种层状褶皱结构导热制品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种层状褶皱结构导热制品，包括：层状褶皱结构的基材层；和填充物层，所述填充物层填充于基材的表面和/或内部的褶皱结构之间的缝隙；所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。本发明通过在具有层状褶皱结构的基材中填充特定的填充物，使得导热制品同时具备较高的热导率和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及材料化学技术领域，尤其涉及一种层状褶皱结构导热制品。
背景技术
导热垫是高性能间隙填充导热材料，主要用于发热器件与散热器之间的热传递。它具有良好的可压缩性能以及优良的热传导率，能使发热器件和散热器之间的不良热导体-空气(空气的热导率等于0.0242W/mK)排出，以达到紧密贴合、接触充分，降低界面热阻，使热量快速导出的效果。
传统的导热垫主要是高分子基体填充以高导热陶瓷颗粒，如氧化铝、氮化硼等，热导率大多为1-5W/mK。但是随着电子工业的快速发展，电子设备的功耗越来越大，传统的导热垫已难以满足随之带来的散热问题。
石墨类材料，如石墨烯、膨胀石墨、人工石墨等，以及六方氮化硼等二维层状材料具有很高的热导率(如石墨烯：5300W/mK,六方氮化硼：>50W/mK)，是理想的传统导热垫替代材料。然而，这类二维层状材料的导热性能具有各向异性，即其二维平面内的热导率极高，但二维平面面外的热导率却仅与普通导热陶瓷颗粒相当。为了提高基于这类二维层状材料的导热垫的导热性能，目前业内的主要研究方向集中于调控二维层状材料在导热垫中垂直排列，从而与热传导的方向接近一致。例如，Achour等(Applied Physics Letters 102.6(2013):061903.)通过化学气相沉积法在氮化铝基板上生长垂直石墨烯纳米墙，将其作为导热垫，其热导率可达80W/mK。Bai等(Carbon109(2016):552-557)将商业石墨烯纸卷起后用PDMS粘连并切片，制备出具有环形阵列结构的垂直排列石墨烯导热垫，其热导率可达600W/mK。虽然这种基于垂直排列二维层状材料的导热垫具有很高的热导率，但是其可压缩性能非常差，无法应付多芯片连用时的芯片公差。
为了使基于高导热二维层状材料的导热垫兼具高热导率和可压缩性，代文等开发了一种由高导热二维层状材料经弯曲褶皱、水平压制和高温处理得到的兼具垂直层状结构和弯曲层状结构的二维层状褶皱结构导热垫(中国专利，申请号为201710324801.7)，其垂直层状结构部分可有效保证导热垫的高导热性能，弯曲层状结构部分可确保导热垫具有优异的可压缩性。
代文等开发的上述由高导热二维层状材料组成的，具有层状褶皱结构的导热垫在成形过程中需先将由高导热二维层状材料组成的层状结构通过模量不匹配原理加工形成褶皱结构，再将褶皱结构进行水平压制。水平压制的压力会使得褶皱结构产生较大的内部应力。若水平压制的压力不大，一旦压力撤除，内部应力会导致褶皱体回弹，褶皱之间出现缝隙，缝隙被大量不良热导体-空气填充。其结果一方面使得上述导热垫与发热器件以及散热器之间的界面处的界面热阻增大，从而导致热导率下降；另一方面使得上述导热垫结构不稳定，在较小的外力(剪切力，拉伸力，压缩力等)下其形态尺寸就会发生改变，难以加工成型，同时也造成其导热和可压缩性能不稳定。
因此，专利申请书(中国专利，申请号为201710324801.7)中通过填充硅胶或聚酰亚胺高分子材料或另外添加导热增强材料来排除上述导热垫褶皱之间的空气，增强结构稳定性。然而，硅胶、聚酰亚胺这两种高分子材料与二维层状材料之间的界面处仍存在有微小裂隙，导致导热垫的界面热阻较高，热导率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种层状褶皱结构导热制品，具有较低的界面热阻和较高的热导率。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种层状褶皱结构导热制品，包括：
层状褶皱结构的基材层；
和填充物层，所述填充物层填充于基材的表面和/或内部的褶皱结构之间的缝隙；
所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
优选的，所述填充物层在褶皱结构之间的缝隙中与基材层紧密结合，所述导热制品表面无缝隙。
优选的，所述基材层为石墨烯、六方氮化硼、膨胀石墨和碳化/石墨化的聚酰亚胺中的一种或多种。
优选的，所述填充物层中还混合有导热增强材料；
所述导热增强材料为石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、氮化铝、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锌、碳化硅、银粉、铜粉和铝粉中的一种或多种。
优选的，所述填充物层中，填充物与导热增强材料的质量比为1:20～20:1。
优选的，所述层状褶皱结构的基材层按照以下方法制备：
将具有层状结构的基材，与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，基材随着弹性体的回缩而回缩，将基材与弹性体分离，得到具有层状褶皱结构的基材层。
优选的，所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200％～500％。
优选的，将基材与弹性体分离后，还包括：
对基材施加水平压力进行压制；
所述水平压力为5～15MPa。
优选的，所述基材层与填充物层的体积比为1～100:1。
优选的，所述导热制品为导热垫，用于发热器件与散热器间的热传递。
与现有技术相比，本发明提供了一种层状褶皱结构导热制品，包括：层状褶皱结构的基材层；和填充物层，所述填充物层填充于基材的表面和/或内部的褶皱结构之间的缝隙；所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。本发明通过在具有层状褶皱结构的基材中填充特定的填充物，使得导热制品同时具备较高的热导率和稳定性。
附图说明
图1为本发明提供的层状褶皱结构导热制品结构侧剖图；
图2为本发明用于制备石墨烯层状褶皱结构导热垫的石墨烯纸的照片；
图3为石墨烯层状褶皱结构的照片；
图4为石墨烯层状褶皱结构水平压制后的局部照片；
图5为羟甲基纤维素钠和石墨烯填充的石墨烯层状褶皱结构导热垫的局部表面近照；
图6为聚偏氟乙烯填充的石墨烯层状褶皱结构导热垫的局部表面近照；
图7为使用硅胶(左)、聚酰亚胺(右)填充的石墨烯层状褶皱结构导热垫的表面近照。
具体实施方式
本发明提供了一种层状褶皱结构导热制品，包括：
层状褶皱结构的基材层；
和填充物层，所述填充物层填充于基材的表面和/或内部的褶皱结构之间的缝隙；
所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
图1为本发明提供的层状褶皱结构导热制品的侧剖图，其中，101为具有层状褶皱结构的基材层，102为填充物层，填充于基材表面褶皱结构的缝隙中。
本发明选用具有层状褶皱结构的基材，在本发明的一些具体实施例中，所述基材的材质为石墨烯、六方氮化硼、膨胀石墨和碳化/石墨化的聚酰亚胺中的一种或多种。
本发明可以直接购买具有层状褶皱结构的基材，或者采用具有层状结构的基材进行褶皱化处理，本发明对上述基材褶皱化的方法并无特殊限定，可以为一般的褶皱化处理。
在本发明的一些具体实施例中，所述层状褶皱结构的基材层按照以下方法制备：
将具有层状结构的基材，与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，基材随着弹性体的回缩而回缩，将基材与弹性体分离，得到具有层状褶皱结构的基材层。
在本发明的一些具体实施例中，所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200％～500％。
上述具有层状结构的基材可以直接购买商业化的石墨烯、六方氮化硼、膨胀石墨或碳化/石墨化的聚酰亚胺薄膜等。
在本发明的一些具体实施例中，将基材与弹性体分离后，还包括：
对基材施加水平压力进行压制。
在本发明的一些具体实施例中，所述水平压力为5～15MPa，优选的，为7～13MPa，进一步优选的，为9～11MPa。
所述压力等同于水平方向进行挤压。
本发明在上述基材层的褶皱结构之间的缝隙中填充有填充物，形成填充物层。
所述填充物层在褶皱结构的缝隙中与基材层紧密结合，使制备的导热制品表面无缝隙。
在本发明的一些具体实施例中，所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
上述导热制品中填充物的加入起到了固定导热制品结构的作用，使得导热制品易于加工成型，导热和可压缩性能稳定。同时，填充物填充于褶皱结构的缝隙中，并与褶皱结构紧密贴合，起到了排除空气，降低界面热阻，提高热导率的作用。
在本发明的一些具体实施例中，所述基材层与填充物层的体积比为1～100:1。
本发明中，基材层结构较为松散，制备的导热制品具有更好的可压缩性能，能够更好的应对多芯片连用时的芯片公差，同时配合特定的填充物，形成的填充物层与基材层紧密结合，使导热制品在满足可压缩性能的同时，具有非常好的导热性能，能够快速导出热量。
在本发明的一些具体实施例中，所述填充物层中还混合有导热增强材料。
在本发明的一些具体实施例中，所述导热增强材料为石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、氮化铝、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锌、碳化硅、银粉、铜粉和铝粉中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施例中，所述填充物层中的填充物与导热增强材料的质量比为1:20～20:1。
在本发明的某些具体实施例中，将导热增强材料与填充物混合为分散液，直接涂抹于基材表面，使其填充到褶皱结构的缝隙中，然后干燥即可。
上述涂抹的次数可以根据本领域技术人员经验自行决定，可以重复2～3次，填充物或填充物和导热增强材料的混合分散液能够填充满褶皱之间的缝隙即可。
所述导热增强材料的加入，可以进一步提高材料的导热性能。
在本发明的一些具体实施例中，所述导热制品具体为导热垫，用于发热器件与散热器间的热传递。
上述导热制品还可以用于制备本领域技术人员熟知的其他下游导热产品，如均热片、散热膜等，本发明对此并无限定。
上述导热制品或上述导热垫可应用于PCB板之间、PCB板与机壳之间、功率器件与机壳之间，或者粘贴在芯片上，作为散热器使用。
实验结果表明，本申请提供的导热垫在50psi压力下的界面热阻小于0.2Kcm2/W，导热系数为14W/mK以上。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的层状褶皱结构导热制品进行详细描述。
实施例1
将直径为20cm的具有层状结构的石墨烯纸(如图2所示)与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸，如图3所示。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体，如图4所示。然后，将含有羟甲基纤维素钠和石墨烯的水分散液(固含量5％，羟甲基纤维素与石墨烯的质量比为3:1)用线棒滚涂于上述块体表面，使得羟甲基纤维素钠和石墨烯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有羟甲基纤维素钠和石墨烯的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备得到的导热垫表面近照见图5。
由图5可以看出，制备的导热垫表面无缝隙。
石墨烯层与填充物层(羟甲基纤维素与石墨烯)的体积比为1:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.08Kcm2/W，导热系数为35W/mK。
实施例2
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸(如图2所示)与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸，如图3所示。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体，如图4所示。然后，将含聚偏氟乙烯的水分散液(固含量60％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得聚偏氟乙烯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有聚偏氟乙烯的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备得到的导热垫表面近照见图6。
由图6可以看出，通过聚偏氟乙烯机械增强的层状褶皱结构的石墨烯导热垫表面无缝隙。
石墨烯层与填充物层(聚偏氟乙烯)的体积比为1:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.12Kcm2/W，导热系数为25W/mK。
实施例3
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含羟乙基纤维素钠和碳纳米管的水分散液(固含量8％，羟乙基纤维素与碳纳米管的质量比为2:1)用线棒滚涂于上述块体表面，使得羟乙基纤维素钠和碳纳米管填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有羟乙基纤维素钠和碳纳米管的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
石墨烯层与填充物层(羟乙基纤维素钠和碳纳米管)的体积比为5:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.13Kcm2/W，导热系数为22W/mK。
实施例4
将直径20cm的具有层状结构的六方氮化硼纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，六方氮化硼纸随着弹性体的回缩而回缩，将六方氮化硼纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的六方氮化硼纸。
对上述具有层状褶皱结构的六方氮化硼纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含有羟甲基纤维素钠和石墨烯的水分散液(固含量5％，羟甲基纤维素与石墨烯的质量比为3:1)用线棒滚涂于上述块体表面，使得羟甲基纤维素钠和石墨烯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有羟甲基纤维素钠和石墨烯的六方氮化硼层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
六方氮化硼层与填充物层(羟甲基纤维素钠和石墨烯)的体积比为10:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述六方氮化硼层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.15Kcm2/W，导热系数为18W/mK。
实施例5
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含有丁苯橡胶和石墨烯的水分散液(固含量5％，丁苯橡胶与石墨烯的质量比为2:1)用线棒滚涂于上述块体表面，使得丁苯橡胶和石墨烯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有丁苯橡胶和石墨烯的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
石墨烯层与填充物层(丁苯橡胶和石墨烯)的体积比为20:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.1Kcm2/W，导热系数为30W/mK。
实施例6
将直径20cm的具有层状结构的聚酰亚胺碳化膜与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，聚酰亚胺碳化膜随着弹性体的回缩而回缩，将聚酰亚胺碳化膜与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的聚酰亚胺碳化膜。
对上述具有层状褶皱结构的聚酰亚胺碳化膜各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含有甲基纤维素的水分散液(固含量5％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得甲基纤维素填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有甲基纤维素的碳化聚酰亚胺层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
碳化聚酰亚胺层与填充物层(甲基纤维素)的体积比为100:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述碳化聚酰亚胺层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.17Kcm2/W，导热系数为16W/mK。
实施例7
将直径20cm的具有层状结构的聚酰亚胺碳化膜与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，聚酰亚胺碳化膜纸随着弹性体的回缩而回缩，将聚酰亚胺碳化膜与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的聚酰亚胺碳化膜。
对上述具有层状褶皱结构的聚酰亚胺碳化膜各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含有聚氨酯的水分散液(固含量10％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得聚氨酯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有聚氨酯的碳化聚酰亚胺层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
碳化聚酰亚胺层与填充物层(聚氨酯)的体积比为100:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述碳化聚酰亚胺层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.2Kcm2/W，导热系数为14W/mK。
实施例8
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含有聚丙烯酸酯的水分散液(固含量10％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得聚丙烯酸酯填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有聚丙烯酸酯的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面无缝隙。
石墨烯层与填充物层(聚丙烯酸酯)的体积比为30:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.15Kcm2/W，导热系数为18W/mK。
比较例1
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含硅胶的水分散液(固含量60％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得硅胶填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有硅胶的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面近照如图7左图所示。
石墨烯层与填充物层(硅胶)的体积比为1:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.25Kcm2/W，导热系数为13W/mK。
比较例2
将直径20cm的具有层状结构的石墨烯纸与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，石墨烯纸随着弹性体的回缩而回缩，将石墨烯纸与弹性体分离，得到直径约为10cm的具有层状褶皱结构的石墨烯纸。
对上述具有层状褶皱结构的石墨烯纸各个方向施加10Mpa的水平压力，将其压制成3cm*3cm的块体。然后，将含聚酰亚胺的水分散液(固含量20％)用线棒滚涂于上述块体表面，使得聚酰亚胺填充到褶皱结构之间的缝隙中。用刮刀刮除表面多余分散液后，将上述块体于干燥箱中烘干。之后重复上述操作，使得块体的每一面涂覆两次上述浆料并干燥，即获得填充有聚酰亚胺的石墨烯层状褶皱结构导热垫。制备的导热垫表面近照如图7右图所示。
石墨烯层与填充物层(聚酰亚胺)的体积比为1:1。
使用湘潭湘仪仪器有限公司的DRL-III型导热系数测试仪对上述石墨烯层状褶皱结构导热垫进行测试，其在50psi压力下的界面热阻为0.33Kcm2/W，导热系数为10W/mK。
由图7可以看出，采用硅胶或聚酰亚胺填充的层状褶皱结构的石墨烯导热垫表面存在大量的微小缝隙。
由上述实施例及比较例可知，本发明制备的导热垫，界面热阻比使用硅胶、聚酰亚胺填充的层状褶皱结构的石墨烯导热垫更小，热导率更高。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种层状褶皱结构导热制品，包括：
层状褶皱结构的基材层；
和填充物层，所述填充物层填充于基材的表面和/或内部的褶皱结构之间的缝隙；
所述填充物层为聚偏氟乙烯、羟甲基纤维素及其盐、羟乙基纤维素及其盐、羟丙基纤维素及其盐、甲基纤维素、乙基纤维素、丁苯橡胶、聚氨酯和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的导热制品，其特征在于，所述填充物层在褶皱结构之间的缝隙中与基材层紧密结合，所述导热制品表面无缝隙。
3.根据权利要求1所述的导热制品，其特征在于，所述基材层为石墨烯、六方氮化硼、膨胀石墨和碳化/石墨化的聚酰亚胺中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的导热制品，其特征在于，所述填充物层中还混合有导热增强材料；
所述导热增强材料为石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、氮化铝、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化锌、碳化硅、银粉、铜粉和铝粉中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的导热制品，其特征在于，所述填充物层中，填充物与导热增强材料的质量比为1:20～20:1。
6.根据权利要求1所述的导热制品，其特征在于，所述层状褶皱结构的基材层按照以下方法制备：
将具有层状结构的基材，与拉伸后的弹性体粘接，弹性体释放拉力回缩后，基材随着弹性体的回缩而回缩，将基材与弹性体分离，得到具有层状褶皱结构的基材层。
7.根据权利要求6所述的导热制品，其特征在于，所述拉伸后的弹性体的拉伸倍率为200％～500％。
8.根据权利要求6所述的导热制品，其特征在于，将基材与弹性体分离后，还包括：
对基材施加水平压力进行压制；
所述水平压力为5～15MPa。
9.根据权利要求1所述的导热制品，其特征在于，所述基材层与填充物层的体积比为1～100:1。
10.根据权利要求1～9任一项所述的导热制品，其特征在于，所述导热制品为导热垫，用于发热器件与散热器间的热传递。
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