CN111003706A - 一种石墨烯导热散热材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯导热散热材料的制备方法,属于导热散热技术领域。本发明直接利用天然石墨原料制成石墨烯粉，按照比例将石墨烯放置于N‑甲基‑2‑吡咯烷酮中制成石墨烯悬浮液，超声波超声石墨烯悬浮液制得石墨烯分散液，用气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层后对石墨烯片层进行烘干，最后用高压对烘干后石墨烯片层进行延压，制成石墨烯膜。本发明从原材料源头出发，能直接生产出高导热系数的石墨烯导热散热材料，提高产品性能，满足市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及导热散热技术领域，特别是一种石墨烯导热散热材料的制备方法。
背景技术
随着电子消费类产品的发展，5G的应用，用户对各项电子产品零件的功率要求也越来越高。对现有的散热导热产品有更高的品的需求。
对现有的导热产品大体可以分为硅胶散热和铜铝箔散热以及石墨散热。而这三类产品已经不能满足用户对电子产品的散热和导热需求，用户现在需要导热的导热产品是一种在XY上都能快速传导热量，降低电子产品元器件以及表面温度，从而不但可以保护电子产品，同时延长电子产品寿命的材料。
现在市场上对导热散热方向的应用只是硅胶散热和铜铝箔散热以及石墨散热。这三类的产品存在以下缺点：
1. 硅胶散热的导热系数只有10W左右；
2. 铜铝箔散热的导热系数只有350W/M.K左右；
3. 石墨散热中天然石墨的导热系数只有600W/M.K左右；
4. 石墨散热中人工合成石墨的导热系数只有1000W/M.K左右；、
以上四种散热材料将无法满足市场的需求。市场上急需一种大于1800W/M.K高导热系数的导热散热产品。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是生产出高导热系数的导热散热材料，提高产品性能，满足市场需求。
为解决上述技术问题，本发明所采取的方案是：一种石墨烯导热散热材料的制备方法，具体步骤如下：
第一步：石墨烯悬浮液，利用天然石墨原料制成石墨烯粉，按照比例将石墨烯放置于N-甲基-2-吡咯烷酮中；
第二步：石墨烯分散液，超声石墨烯悬浮液制得石墨烯分散液；
第三步：石墨烯片层，用气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层；
第四步：烘干，收集石墨烯片层进行烘干；
第五步：延压，用高压对烘干后石墨烯片层进行延压，制成石墨烯膜。
作为本发明进一步的方案，所述第一步石墨烯与N-甲基-2-吡咯烷酮的比例范围为1:400~1:600。
作为本发明进一步的方案，所述第二步石墨烯分散液方法为：用300H~500H时间超声剥离制成浓度范围为1.0mg/mL~1.5 mg/mL的石墨烯分散液。
作为本发明进一步的方案，所述第三步石墨烯片层的方法为：用8M/S~12M/S气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层。
作为本发明进一步的方案，所述第四步烘干的方法为：收集石墨烯片层，80°C~100°C进行烘干。
作为本发明进一步的方案，所述第五步延压的方法为：用80t~120t的压力对烘干的石墨烯片层进行延压，制成不间断的卷材石墨烯膜。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用如上技术方案，本发明产品在材料源头就已经制作出全部是6个C原子组成、高导热散热的石墨烯材料，可以根据客户的需求制作0.1~10MM厚度，导热系数大于1800W/M.K的产品。
附图说明
图1是本发明一种石墨烯导热散热材料的制备方法的流程图。
图2是本发明样品1的测试图。
图3是本发明样品2的测试图。
图4是本发明样品3的测试图。
图5是本发明样品热扩散系数—导热系数分析图。
具体实施方式
下面以实例应用的方式对本发明的技术方案进行完整清晰的描述。
实施例
如图1所示，直接利用天然石墨原料制成石墨烯粉，按照1:400~1:600之间的比例将石墨烯粉放置于有机溶剂N-甲基-2-吡咯烷酮中制成石墨烯悬浮液，然后用超声波超声石墨烯悬浮液400H时间制成浓度1.0mg/mL~1.5 mg/mL的石墨烯分散液，然后用8M/S~12M/S气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层，再收集石墨烯片层，用80°C~100°C进行烘干，然后在经过80t~120t的压力对石墨烯片层进行延压，即可制成不间断的卷材石墨烯膜，经测试其热扩散系数为1100mm2 /s，导热系数大于1800W/M.K。
对产品进行检测
如图2~4所示
表1 样品石墨烯导热散热材料200um的散热效果
表1结果显示：在热源点上比不使用石墨烯散热模组的时候产品的有效降低温度24.3°C，均热效果可以控制在13°C，比不使用石墨烯散热模组的时候提升了三倍。
如图5所示，本发明样品石墨烯导热散热材料的热扩散系数为1100mm2 /s，导热系数大于1800W/M.K。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (6)
1.一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
第一步：石墨烯悬浮液，利用天然石墨原料制成石墨烯粉，按照比例将石墨烯放置于N-甲基-2-吡咯烷酮中；
第二步：石墨烯分散液，超声石墨烯悬浮液制得石墨烯分散液；
第三步：石墨烯片层，用气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层；
第四步：烘干，收集石墨烯片层进行烘干；
第五步：延压，用高压对烘干后石墨烯片层进行延压，制成石墨烯膜。
2.按照权利要求1所述的一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：所述第一步石墨烯与N-甲基-2-吡咯烷酮的比例范围为1:400~1:600。
3.按照权利要求1所述的一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：所述第二步石墨烯分散液方法为：用300H~500H时间超声剥离制成浓度范围为1.0mg/mL~1.5 mg/mL的石墨烯分散液。
4.按照权利要求1所述的一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：所述第三步石墨烯片层的方法为：用8M/S~12M/S气流冲击石墨烯分散液制成石墨烯片层。
5.按照权利要求1所述的一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：所述第四步烘干的方法为：收集石墨烯片层，80°C~100°C进行烘干。
6.按照权利要求1所述的一种石墨烯导热散热材料的制备方法，其特征在于：所述第五步延压的方法为：用80t~120t的压力对烘干的石墨烯片层进行延压，制成不间断的卷材石墨烯膜。
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