CN109777372A - 一种高导热膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高导热膜制备方法，包括以下步骤：以PI膜为原材料，经碳化处理后，形成无定形碳材料；将无定形碳材料破碎处理；对破碎后的无定形碳材料进行高压均质处理，形成纯碳基材质的碳墨添加剂；将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料；将混合浆料涂布成膜，在2500℃‑3000℃温度下固化成型后得到高导热膜。本发明制备的导热膜具有较高的导热效率，晶格缺陷低。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨导热膜的制备方法。
背景技术
导热石墨膜又被大家称为导热石墨片，散热石墨膜，石墨散热膜等等。导热石墨膜是一种新型的导热散热材料，其导热散热的效果是非常明显的，现已经广泛应用于 PDP、LCDTV、Notebook PI、UMPI、Flat Panel Display、MPU、Projector、Power Supply、LED 等电子产品。但导热石墨膜的水平方向的导热率只有1000W/m·K 左右。低维碳纳米材料，如石墨烯和碳纳米管等，因为其极高的弹性常数和平均自由程，具有高达 3000 ～ 6000W/m·K的热传导率。石墨烯（Graphene）厚度只有0 .335nm，具有超大的比表面积、优异的导电和导热性能，以及良好的化学稳定性。这些良好的性质使得基于石墨烯的材料成为一种理想的导热材料，广泛应用于电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域。
传统石墨烯导热膜，是采用氧化还原法将原材料石墨粉料混合强酸、水等制备成浆料，再将浆料以涂布的方式成膜，然后再进行烧结，高温还原，还原温度通达达到300-1400℃，以此种方式制备得到的石墨烯导热膜，其晶格缺陷较多，导热系数较低，气泡多，成膜外观较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高导热膜制备方法，制备的导热膜具有较高的导热效率，晶格缺陷低。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种高导热膜制备方法，包括以下步骤：
以PI膜为原材料，经碳化处理后，形成无定形碳材料；
将无定形碳材料破碎处理；
对破碎后的无定形碳材料进行高压均质处理，形成纯碳基材质的碳墨添加剂；
将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料；
将混合浆料涂布成膜，固化成型后得到高导热膜。
所述碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料的添加配比为按照重量份数计：碳墨添加剂4-10份，氧化石墨烯浆料90-96份。
所述对无定形碳材料高压均质处理后，还进行筛选过滤，获取粒径为200nm-500nm的无定形碳材料作为碳墨添加剂。
所述对PI膜碳化处理时在1200℃-1800℃。
所述制备得到的高导热膜的导热率为1300-1600W/m.k。
所述将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料后，还在2300-2800℃温度下进行高温还原，利用碳墨添加剂修复氧化石墨烯浆料内的晶格缺陷。
本发明以PI膜作为原材料，直接制备成为碳墨添加剂，再与氧化石墨烯浆料混合，从而得到低晶格缺陷的导热膜，导热效率更高。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明揭示了一种高导热膜制备方法，包括以下步骤：
以PI膜为原材料，经碳化处理后，形成无定形碳材料。
将无定形碳材料破碎处理，可采用相关的破碎设备进行破碎操作，形成破碎后的无定形碳材料。
对破碎后的无定形碳材料进行高压均质处理，形成纯碳基材质的碳墨添加剂。通过高压均质设备，使得无定形碳材料的结构性质发生变化，达到均质的效果，提升原材料的纯度。然后再进行筛选过滤，将粒径为200nm-500nm的选择为符合要求规格的材料，通过设定相应孔径的过滤网，可以方便的进行筛选过滤。
将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料，按照重量份数计，碳墨添加剂4-10份，氧化石墨烯浆料90-96份，较佳的方案为碳墨添加剂5份，氧化石墨烯浆料95份。由于采用的溶剂是水，因此无毒无污染，而且容易取得，成本较低。
将混合浆料涂布成膜，固化成型后得到高导热膜，导热率为1300-1600W/m.k。固化时，将可置于60 -85℃下干燥6-24h，从而得到制备完成的高导热膜。
另外，所述将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料后，还在2300-2800℃温度下进行高温还原，利用碳墨添加剂修复氧化石墨烯浆料内的晶格缺陷。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高导热膜制备方法，包括以下步骤：
以PI膜为原材料，经碳化处理后，形成无定形碳材料；
将无定形碳材料破碎处理；
对破碎后的无定形碳材料进行高压均质处理，形成纯碳基材质的碳墨添加剂；
将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料；
将混合浆料涂布成膜，固化成型后得到高导热膜。
2.根据权利要求1所述的高导热膜制备方法，其特征在于，所述碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料的添加配比为按照重量份数计：碳墨添加剂4-10份，氧化石墨烯浆料90-96份。
3.根据权利要求2所述的高导热膜制备方法，其特征在于，所述对无定形碳材料高压均质处理后，还进行筛选过滤，获取粒径为200nm-500nm的无定形碳材料作为碳墨添加剂。
4.根据权利要求3所述的高导热膜制备方法，其特征在于，所述对PI膜碳化处理时在1200℃-1800℃。
5.根据权利要求4所述的高导热膜制备方法，其特征在于，所述制备得到的高导热膜的导热率为1300-1600W/m.k。
6.根据权利要求5所述的高导热膜制备方法，其特征在于，所述将碳墨添加剂与氧化石墨烯浆料混合形成混合浆料后，还在2300-2800℃温度下进行高温还原，利用碳墨添加剂修复氧化石墨烯浆料内的晶格缺陷。
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