CN114250006A - 一种导热铜箔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热铜箔，其技术方案是：包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜，一种导热铜箔的有益效果是：本发明通过设置导热导电层，可以通过石墨材料与导电硅脂材料优异的导热导电属性以及耐腐蚀性，大大提高本发明产品的导热导电性和耐腐蚀强度，从而有效避免在产品外侧额外涂覆耐腐蚀层，有效解决了现有导热铜箔的耐腐蚀性较差，导致使用寿命较低，但是如果在铜箔的表面涂覆耐腐蚀保护层，也会因此降低其导热和导电性能，从而影响到使用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铜箔技术领域，具体涉及一种导热铜箔。
背景技术
据研究表明，超导铜材料的导电率高于纯铜线缆一倍，将有可能降低诸多领域的电力损耗，从而大大降低碳排放，节省燃油消耗，而铜箔是一种可以与金属基材相结合的电解材料，具有优良的导通性，与超导铜结合可以进一步提升超导铜的导热导电性能。
现有导热铜箔的耐腐蚀性较差，导致使用寿命较低，但是如果在铜箔的表面涂覆耐腐蚀保护层，也会因此降低其导热和导电性能，从而影响到使用，同时铜箔与超导铜结合后的产品延展性较差，遇到外力拉伸时容易发生断裂。
发明内容
为此，本发明提供一种导热铜箔，通过设置导热导电层，以解决上述背景技术中提到的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜，透明离型膜的型号公开为PE离型膜ZY-LE30500，为现有技术，因此不多赘述。
优选的，所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：75-90份，铜具有高导热性和高导电性，且导通效率快，且成本相对其他导热导电金属较低，是制备超导铜的极佳材料；
石墨烯：20-25份，石墨烯具有优异的电学和力学特性，应用于本发明中，可以大大增加超导铜的导电特性与延展性；
碳纳米管：0.5-1.2份，碳纳米管具有极好的机械刚度和拉伸强度，且导电性高、导热性极好，因此可以使得超导铜具备良好的导热导电性能与抗拉伸性。
优选的，所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：50-80份，环氧树脂具有较好地粘接强度和耐化学性能，同时可以与其他制备材料粘接；
石墨：10-18份，石墨化学性质稳定，且耐腐蚀，导电、导热性极佳，同时韧性好，能够有效加强导热导电层的属性；
氧化铝粉：8-15份，氧化铝具有高度耐磨性，同时分散性极佳，便于与其他材料结合，同时与环氧树脂配合，可以提高树脂硬度，从而加强导热导电层的强度；
导电硅脂：5-8份，导电硅脂不仅具有良好的导热导电特性，而且具有优良的耐腐蚀性，能够大大提高本发明产品的各方面属性；
催化剂：0.05-0.1份，催化剂能够改变反应物的化学反应速率，提高生产效率；
触变剂：0.8-1份，触变剂加入树脂中，能使树脂胶液在静止时有较高的稠度，在操作过程中，一般情况下由于涂层边缘的溶剂挥发较快，导致表面张力不均匀，容易使液体向边缘移动，而触变剂能够有效阻止液体移动而形成厚边，同时还能够防止液体在固化过程中的流挂现象，最终使得涂层均匀。
表面处理剂：0.5-0.7份。
优选的，包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1120-1140℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3660-3750℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌1-2h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，形成导热导电层，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库。
优选的，所述S2中铜液提纯度为99.994％-99.996％，铜的提纯度越高，可以使得本发明的导热导电性能越好。
优选的，所述S3中搅拌加热的时间为1.5-2h。
优选的，所述S6中超导铜薄片厚度为0.02-0.05mm。
优选的，所述S6中导热导电层的厚度为0.008-0.012mm。
优选的，所述S6中透明离型膜的厚度不得超过0.05mm。
优选的，所述S6中烘烤条件为：在120-130℃下烘烤30-40min。
本发明实施例具有如下优点：
1、本发明通过设置导热导电层，可以通过石墨材料与导电硅脂材料优异的导热导电属性以及耐腐蚀性，大大提高本发明产品的导热导电性和耐腐蚀强度，从而有效避免在产品外侧额外涂覆耐腐蚀层，有效解决了现有导热铜箔的耐腐蚀性较差，导致使用寿命较低，但是如果在铜箔的表面涂覆耐腐蚀保护层，也会因此降低其导热和导电性能，从而影响到使用的问题。
2、本发明通过设置导热导电层，可以通过氧化铝粉材料与环氧树脂的配合，提高树脂的硬度，从而加强导热导电层的强度，并通过石墨烯与碳纳米管材料，提高了超导铜层的延展性，并提高了抗拉伸强度，有效解决了铜箔与超导铜结合后的产品延展性较差，遇到外力拉伸时容易发生断裂的问题。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供的一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，其特征在于：所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：75份
石墨烯：20份
碳纳米管：0.5份；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：50份
石墨：10份
氧化铝粉：8份
导电硅脂：5份
催化剂：0.05份
触变剂：0.8份
表面处理剂：0.5份；
其中，为了实现制备生产的目的，本装置采用如下技术方案实现的：包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1120℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，时间为1.5h，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3660℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌1h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，厚度为0.02mm，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，烘烤条件为：在120℃下烘烤30min，形成导热导电层，厚度为0.008mm，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，厚度不得超过0.05mm，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库。
实施例2：
本发明提供的一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，其特征在于：所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：80份
石墨烯：22份
碳纳米管：0.8份；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：60份
石墨：13份
氧化铝粉：10份
导电硅脂：6份
催化剂：0.07份
触变剂：0.9份
表面处理剂：0.6份；
其中，为了实现制备生产的目的，本装置采用如下技术方案实现的：包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1128℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，时间为1.7h，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3690℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌1.5h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，厚度为0.03mm，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，烘烤条件为：在125℃下烘烤35min，形成导热导电层，厚度为0.01mm，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，厚度不得超过0.05mm，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库
实施例3：
本发明提供的一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，其特征在于：所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：85份
石墨烯：24份
碳纳米管：1份；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：70份
石墨：16份
氧化铝粉：12份
导电硅脂：7份
催化剂：0.08份
触变剂：0.9份
表面处理剂：0.6份；
其中，为了实现制备生产的目的，本装置采用如下技术方案实现的：包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1136℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，时间为1.9h，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3730℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌1.8h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，厚度为0.04mm，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，烘烤条件为：在128℃下烘烤38min，形成导热导电层，厚度为0.01mm，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，厚度不得超过0.05mm，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库
实施例4：
本发明提供的一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，其特征在于：所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：90份
石墨烯：25份
碳纳米管：1.2份；
其中，为了实现材料配比的目的，本装置采用如下技术方案实现的：所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：80份
石墨：18份
氧化铝粉：15份
导电硅脂：8份
催化剂：0.1份
触变剂：1份
表面处理剂：0.7份；
其中，为了实现制备生产的目的，本装置采用如下技术方案实现的：包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1140℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，时间为2h，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3750℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌2h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，厚度为0.05mm，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，烘烤条件为：在130℃下烘烤40min，形成导热导电层，厚度为0.012mm，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，厚度不得超过0.05mm，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库。
对上述实施例1-4所制备的导热铜箔产品分别进行实际应用与检验，记录并分析整理后得到以下数据：
各制备材料份数表
各步骤制备条件表
综合性能评价表
由上述表格可知，实施例1-4所制备的导热铜箔在实际应用中均具有良好的表现，通过设置导热导电层，可以通过石墨材料与导电硅脂材料优异的导热导电属性以及耐腐蚀性，大大提高本发明产品的导热导电性和耐腐蚀强度，同时通过氧化铝粉材料与环氧树脂的配合，可以提高树脂的硬度，从而加强导热导电层的强度，并通过石墨烯与碳纳米管材料，提高了超导铜层的延展性，并提高了抗拉伸强度，其中以实施例4所制备的导热铜箔最佳。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种导热铜箔，包括超导铜层、导热导电层与离型膜层，其特征在于：所述超导铜层的制备材料包括铜、石墨烯与碳纳米管，所述导热导电层的制备材料包括环氧树脂、石墨、氧化铝粉、导电硅脂、催化剂、触变剂与表面处理剂，所述离型膜层为透明离型膜。
2.根据权利要求1所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述超导铜层的制备材料占质量份数分别为：
铜：75-90份
石墨烯：20-25份
碳纳米管：0.5-1.2份。
3.根据权利要求1所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述导热导电层的制备材料占质量份数分别为：
环氧树脂：50-80份
石墨：10-18份
氧化铝粉：8-15份
导电硅脂：5-8份
催化剂：0.05-0.1份
触变剂：0.8-1份
表面处理剂：0.5-0.7份。
4.根据权利要求1所述的一种导热铜箔，其特征在于：包括以下制备步骤：
S1：首先依次按比例称得各材料份数备用；
S2：将铜加热至1120-1140℃，使其熔成液态，然后剔除铜液中的合金杂质，并对铜液进行提纯；
S3：然后向铜液中加入石墨稀与碳纳米管，搅拌并加热，冷却后得到超导铜；
S4：将环氧树脂、石墨、氧化铝粉和导电硅脂依次投入反应釜内，搅拌并加热至3660-3750℃，使其成为熔融状态；
S5：然后分别加入催化剂、触变剂与表面处理剂，搅拌1-2h，最后冷却至室温，得到液体状的导热导电材料；
S6：将超导铜挤压成薄片，然后将导热导电液体喷涂在超导铜表面，并对其进行烘烤，形成导热导电层，最后在导热导电层外侧覆上透明离型膜，得到成品；
S7：对成品进行检验，检验合格后即可封装入库。
5.根据权利要求1所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S2中铜液提纯度为99.994％-99.996％。
6.根据权利要求4所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S3中搅拌加热的时间为1.5-2h。
7.根据权利要求4所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S6中超导铜薄片厚度为0.02-0.05mm。
8.根据权利要求4所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S6中导热导电层的厚度为0.008-0.012mm。
9.根据权利要求4所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S6中透明离型膜的厚度不得超过0.05mm。
10.根据权利要求4所述的一种导热铜箔，其特征在于：所述S6中烘烤条件为：在120-130℃下烘烤30-40min。
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| CN106077535A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-11-09 | 深圳市烯世传奇科技有限公司 | 一种石墨烯改性单晶铜的方法 |
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