CN114437673A - 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺 - Google Patents

一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN114437673A
CN114437673A CN202210062691.2A CN202210062691A CN114437673A CN 114437673 A CN114437673 A CN 114437673A CN 202210062691 A CN202210062691 A CN 202210062691A CN 114437673 A CN114437673 A CN 114437673A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat dissipation
parts
base film
thermal
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210062691.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114437673B (zh
Inventor
郑志成
朱全红
周招团
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd
Original Assignee
Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd filed Critical Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd
Priority to CN202210062691.2A priority Critical patent/CN114437673B/zh
Publication of CN114437673A publication Critical patent/CN114437673A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114437673B publication Critical patent/CN114437673B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/342—Boron nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • C23C16/345—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/025—Other inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/303—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
    • H01B3/306—Polyimides or polyesterimides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本申请涉及散热膜的领域，更具体地说，它涉及一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺。基膜处理：将基膜进行压平，并浸泡于除油剂中，搅动5‑10min，再放入活化液中进行活化30‑60min，得到活化基膜；气相沉积镀膜：将活化基膜置于气相沉积腔中，以乙硼烷、乙硅烷作为先驱原料，氨气和氮气为载体，通入氩气，使活化基膜表面开始沉积，沉积温度为800‑1100℃，沉积时间为20‑30min，压力8‑15Pa，冷却，得到绝缘基膜；碳化和石墨化：将绝缘基膜进行碳化和石墨化，压延，得到高导热绝缘石墨烯散热膜。本申请具有散热效果好和绝缘性能好的优点。

Description

一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺
技术领域
本申请涉及散热膜的领域，更具体地说，它涉及一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺。
背景技术
散热膜，即是用在手机、平板电脑等上面的一层导热散热的薄膜，并且是一种全新的导热散热材料，不仅具有独特的晶粒取向，而且能够沿两个方向均匀导热；同时散热膜的片层状结构也能够很好地适应任何表面，起到屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。
一般散热膜分为天然石墨、人工石墨、石墨稀和碳纳米管散热膜。其中，石墨烯的散热膜散热效果最佳，并且石墨烯具有较好的导热性能，而石墨烯在具备导热性能的同时也具备导电效果，因此，当石墨烯的散热膜用于电子设备时，可能会导致漏电的可能，影响石墨散热膜的使用，为此需要对石墨烯的散热膜进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺。
本申请提供的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺采用如下的技术方案：
一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，包括如下制备步骤：
基膜处理：将基膜进行压平，并浸泡于除油剂中，搅动5-10min，再放入活化液中进行活化30-60min，得到活化基膜。
气相沉积镀膜：将活化基膜置于气相沉积腔中，以乙硼烷、乙硅烷作为先驱原料，氨气和氮气为载体，通入氩气，使活化基膜表面开始沉积，沉积温度为800-1100℃，沉积时间为20-30min，压力8-15Pa，冷却，得到绝缘基膜；
碳化和石墨化：将绝缘基膜进行碳化和石墨化，压延，得到高导热绝缘石墨烯散热膜。
通过以上制备方法，具有操作简单和生产效率高的优点；通过将基膜进行压平，使石墨烯表面平整，再通过除油剂将残留于基膜表面的油脂以及其他粘附物除去，再通过活化液的活化作用使基膜表面活化，便于基膜进行下一步气相沉积；通过以氯化硅作为前驱体，通过以乙硼烷、乙硅烷作为先驱原料，而氨气和氮气为载体，而氩气作为稀有气体能够起到传输作用，并传输至活化基膜的表面进行沉积六方氮化硼和氮化硅，得到绝缘基膜。
再通过碳化和石墨化处理，进而得到高导热绝缘石墨烯散热膜；并且通过活化的基膜更容易沉积六方氮化硼和氮化硅，进而使六方氮化硼和氮化硅稳定粘接于基膜，由于该氮化硅具有导热性好、耐高温以及绝缘性能，进而使得到的高导热绝缘石墨烯散热膜具有较好的导热性好、耐高温以及绝缘性能，而六方氮化硼具有较好的绝缘性能和导热性能，并且与氮化硅协同作用，进一步提高高导热绝缘石墨烯散热膜的导热性能和绝缘性能，使碳化和石墨化后的高导热绝缘石墨烯散热膜更加稳定，当该高导热绝缘石墨烯散热膜用于电子产品时，能够提高电子设备的散热性能，同时能够减少电子产品发生漏电的可能性。
优选的，所述乙硼烷、乙硅烷、氨气以及氮气的流量均为150-200L/h，所述氩气的流量为200-220L/h。
在该流量范围下，能够快速实现镀膜，进而提高生产效率，当流量小于150L/h时，速率过慢，沉积氮化硅和六方氮化硼的效率，当流量大于200L/h时，过量过快，氮化硅和六方氮化硼沉积的效果不好。
优选的，所述高导热绝缘石墨烯散热膜的厚度为50-100μm。
该厚度的基膜能够具有较好的导热效果，且能够起到很好的绝缘效果，便于手机和电脑的散热使用，同时也可用于新能源汽车的电池散热的使用；当基膜的厚度小于50μm时，该基膜太薄，使得散热效果差；当基膜的厚度大于100μm时，过厚，不便贴附于手机或电脑上。
优选的，所述碳化的温度为800-1100℃，所述石墨化的温度为2200-2500℃。
在上述的温度范围内能够起到较好的碳化和石墨化效果，当碳化温度小于800℃时碳化的程度不够，而当碳化的温度大于1100℃，碳化的效果不佳，当石墨化温度小于2200℃时，石墨化程度不够，当石墨化的温度大于2500℃时，得到的高导热绝缘石墨烯散热膜时间较长，进而影响加工效率。
优选的，所述除油剂由柠檬酸钠、酒石酸钠、质量分数为5-15氢氧化钠溶液、OP-10以重量份之比为1:1:15-25：0.5-1混合得到；所述活化剂由丙二醇和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量份之比为10-20：1混合得到。
柠檬酸钠具有优良的螯合能力、优良的洗涤性能、能发生物降解及分散能力，进而能够螯合基膜上的油脂，同时酒石酸钠与柠檬酸钠协同作用，使基膜上的污物清除干净，而氢氧化钠溶液提供碱性，便于对基膜进行除油，OP-10具有较好的润湿、扩散、净洗等性能，进而促进基膜清洗，提高除油效率；乙二醇作为稀释的溶剂，甲基丙烯酸缩水甘油酯具有粘合作用和抗静电作用，进而使得的活化基膜容易更沉积氮化硅和六方氮化硼。
优选的，所述基膜由以下重量份的原料制得：
4,4’-二氨基二苯醚50-80份
均苯四甲酸二酐20-40份
N,N-二甲基甲酰胺30-60份
石墨烯15-25份
填充料3-5份
分散剂1-2份。
通过上述的原料制得的基膜具有绝缘性能和导热性能，通过加入石墨烯具有较好的导热效果；通过在4,4’-二氨基二苯醚、均苯四甲酸二酐、N,N-二甲基甲酰胺三者的配合下，能够聚合成聚酰亚胺，而聚酰亚胺具有高绝缘性能和耐高温的优点，进而能够提高基膜的绝缘性能，以该聚酰亚胺作为石墨烯的载体，便于形成基膜，填充料能够用起到填充作用，且能够进一步提基膜的导热效果；通过加入分散剂便于石墨烯和填充料更溶于分散于基膜原料的体系中，使得该基膜制得的高导热绝缘石墨烯散热膜的原料分散均一，进而提高导热效果，进而能够提高电子产品的散热效果，同时能够起到绝缘作用，减少电流通过，提高电子产品的安全性。
优选的，所述填充料为炭黑、云母粉、碳化硅中的一种或多种组成。
碳黑具有导热性，而云母粉具有附着力强和绝缘性，碳化硅具有较好的绝缘性和导热性，进而均能够提高高导热绝缘石墨烯散热膜的导热效果和绝缘性。
优选的，所述炭黑、云母粉、碳化硅的粒径均为10-50目。
在该范围的目数下能够使炭黑、云母粉、碳化硅与高导热绝缘石墨烯散热膜，当目数大于50目时，分散性不好；当目数小于10目时，过细，填充效果不好。
优选的，所述分散剂为聚乙二醇。
聚乙二醇具有良好的水溶性和相溶性，还具有优良的分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，进而使高导热绝缘石墨烯散热膜的原料体系混合均匀。
优选的，所述基膜由以下步骤制得：
步骤1：按照重量份计，称取100-120份质量分数为35-43％硝酸溶液和3-5份硝酸钠，混合均匀，得到混合物A；称取15-25份石墨烯，加入至混合物A中，加热至55-65℃，回流，振动反应3-5h，过滤，过水，中和，再过水，脱水，得到活化石墨烯；
步骤2：按照重量份计，称取均苯四甲酸二酐10-40、分散剂1-2份，加入步骤1得到的活化石墨烯，振动15-26min，得到混合物B；
步骤3：按照重量份计，称取50-80份4，4’-二氨基二苯醚、30-60份N，N-二甲基甲酰胺以及3-5份填充料，振动20-25min，加入步骤2得到的混合物B，振动8-13min，通入氮气，升温至68-78℃，反应3-5h，制膜，升温至80-83℃，恒温反应5-8h，得到基膜。
上述的制备方法具有操作简单、生产效率高的优点。步骤1中，通过使石墨烯振动酸蚀，使石墨烯更加活泼，进而使得到的活化石墨烯更容易分散于基膜的原料体系中，进而得石墨烯分散均匀的基膜。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请通过基膜进行压平、除油、活化，使得的活化基膜更容易沉积氮化硅，进而通过碳化和石墨化，使得到高导热绝缘石墨烯散热膜具有较好的导热效果和绝缘效果。
2、通过在聚酰亚胺的原料的聚合过程中，加入石墨烯和填充料等，使得基膜中的原料分散更加均匀，而石墨烯具有较好的导热效果，填充料具有绝缘性能和导热性能，进而能够提高基膜的导热效果和绝缘性，进而能够提高电子产品的散热效果，同时能够起到绝缘作用，减少电流通过，提高电子产品的安全性。
具体实施方式
以下制备例和实施例对本申请作进一步详细说明。
部分原料的生产厂家
聚乙二醇，生产厂家：江苏省海安石油化工厂，规格：O-30；
基膜的制备例
制备例1
一种基膜，由包括如下步骤制得：
步骤1：称取110Kg质量分数为40％硝酸溶液和4Kg硝酸钠，混合均匀，得到混合物A；称取20Kg石墨烯，加入至混合物A中，放入超声中，加热至60℃，套上回流冷凝管进行回流，振动反应4h，过滤，过水，中和，再过水，脱水，得到活化石墨烯；
步骤2：称取30Kg均苯四甲酸二酐、1.5Kg聚乙二醇，加入步骤1得到的活化石墨烯，放入超声波中进行振动20min，得到活化石墨烯；
步骤3：称取70Kg4,4’-二氨基二苯醚、45KgN,N-二甲基甲酰胺以及4Kg填充料，放入超声波中，振动25min，加入步骤2得到的混合物B，继续振动13min，通入氮气，升温至75℃，反应4h，放入蒸发皿中进行制膜，升温至83℃，恒温反应6h，得到基膜。
制备例2-5
制备例2-5与制备例1的不同之处在于原料的用量不同，如表1所示；
表1制备例1-5原料的用量(Kg)
Figure BDA0003478902030000051
制备对比例
制备对比例1
制备对比例1与制备对比例1的不同之处在于：称取20Kg石墨、30Kg均苯四甲酸二酐、3Kg分散剂、70Kg4,4’-二氨基二苯醚、45KgN,N-二甲基甲酰胺以及4Kg填充料，放入超声波中，振动48min，通入氮气，升温至75℃，反应4h，放入蒸发皿中进行制膜，升温至83℃，恒温反应6h，得到基膜。
制备对比例2
制备对比例2与对比例1的不同之处在于，制备对比例2的基膜制备方法：
步骤1：称取30Kg均苯四甲酸二酐、1.5Kg聚乙二醇和20Kg石墨烯，放入超声波中进行振动20min，得到混合物B；
步骤2：称取70Kg4,4’-二氨基二苯醚、45KgN,N-二甲基甲酰胺以及4Kg填充料，放入超声波中，振动25min，加入步骤2得到的混合物B，继续振动13min，通入氮气，升温至75℃，反应4h，放入蒸发皿中进行制膜，升温至83℃，恒温反应6h，得到基膜。
实施例
实施例1
一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，包括如下步骤：
基膜处理：通过压延机将基膜进行压平，并浸泡于除油剂中，搅动8min，再放入活化液中进行活化50min，得到活化基膜。
气相沉积镀膜：将活化基膜置于气相沉积腔中，以乙硼烷、乙硅烷作为先驱原料，氨气和氮气为载体，通过氩气进行传输，使活化基膜表面开始沉积，沉积温度为900℃，沉积时间为25min，压力12Pa，冷却，得到绝缘基膜；
碳化和石墨化：将绝缘基膜进行碳化和石墨化，再通过压延机进行压延，得到高导热绝缘石墨烯散热膜。
其中，该乙硼烷、乙硅烷、氨气以及氮气的流量为180L/h；氩气的流量为210L/h；碳化的温度为1000℃，石墨化的温度为2400℃，高导热绝缘石墨烯散热膜的厚度80μm。
实施例2-10
实施例2-10与实施例1的不同之处在于活化剂和除油剂的原料的重量份比例，活化时间、基膜的来源、沉积时间、沉积温度、乙硼烷、乙硅烷、氨气以及氮气的流量、氩气的流量、压力、除油搅动时间、碳化温度、石墨化温度以及绝缘基膜厚度的不同，如表2和表3所示；
表2实施例1-9的活化剂和除油剂的原料的重量份比例、基膜的来源
Figure BDA0003478902030000061
Figure BDA0003478902030000071
表3实施例1-9的活化时间碳化温度、沉积时间、沉积温度、石墨化温度以及碳化温度、乙硼烷、乙硅烷、氨气以及氮气的流量、氩气的流量、压力、除油搅动时间
Figure BDA0003478902030000072
Figure BDA0003478902030000081
对比例
对比例1
对比例1与实施例1-9的不同之处在，对比例1的制备方法：基膜处理：将基膜进行压平，并浸泡于除油剂中，搅动8min，再放入活化液中进行活化50min，得到活化基膜；
碳化和石墨化：将活化基膜进行碳化和石墨化，通过压延机进行压延，得到高导热绝缘石墨烯散热膜。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于：制备例2的散热膜为市售散热膜(在电子配件商场购买)。
性能检测试验
将实施例1-9和对比例1-2得到的石墨烯散热膜，进行以下性能测试，具体数据如表4所示。
检测方法/试验方法
1、导热系数
根据国家标准GB/T2588-2008测试，使用NETZSCH HY 009导热测试仪，在25℃下进行测试导热系数。
2、比热容
根据国家标准ASTME 1269-11测试。
3、热通量
根据国家标准GB/T2588-2008测试。
4、电阻测试
根据GB/1410-2006执行；采用体积表面电阻率测试仪LST-121进行检测表面电阻和体积电阻。
表4实施例1-9和对比例1-2的实验数据
Figure BDA0003478902030000091
Figure BDA0003478902030000101
结合实施例1-9和对比例1并结合表4以看出，实施例1-9的导热系数、比热容、热通量、表面电阻以及体积电阻均比对比例1的高，说明采用实施例1-9的制备方法制得的高导热绝缘石墨烯散热膜的导热效果和绝缘性能，均比对比例1的制备方法得到的高导热绝缘石墨烯散热膜的导热效果和绝缘性能好，进而说明本申请通过气相沉积法得到的高导热绝缘石墨烯散热膜的具有高导热效果和绝缘性能，当高导热绝缘石墨烯散热膜用于生产电子产品时，具有较好的散热效果，同时还具有较好的绝缘性能。
结合实施例1-9和对比例2并结合表4可以看出，实施例1-9的导热系数、比热容、热通量、表面电阻以及体积电阻均比对比例1的高，说明实施例1-9采用本申请制备方法得到的高导热绝缘石墨烯散热膜的散热效果和绝缘，均比对比例1的市售散热膜的导热效果和绝缘性能好，说明本申请的高导热绝缘石墨烯散热膜具有较好的导热效果和绝缘性能，该高导热绝缘石墨烯散热膜用于电子产品散热时，能够提高电子产品的散热性能，并且，该高导热绝缘石墨烯散热膜可以用于大型的电子产品的散热，比如新能源汽车的电池散热。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于，包括如下制备步骤：
基膜处理：将基膜进行压平，并浸泡于除油剂中，搅动5-10min，再放入活化液中进行活化30-60min，得到活化基膜；
气相沉积镀膜：将活化基膜置于气相沉积腔中，以乙硼烷、乙硅烷作为先驱原料，氨气和氮气为载体，通入氩气，使活化基膜表面开始沉积，沉积温度为800-1100℃，沉积时间为20-30min，压力8-15Pa，冷却，得到绝缘基膜；
碳化和石墨化：将绝缘基膜进行碳化和石墨化，压延，得到高导热绝缘石墨烯散热膜。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述乙硼烷、乙硅烷、氨气以及氮气的流量均为150-200L/h，所述氩气的流量为200-220L/h。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述高导热绝缘石墨烯散热膜的厚度为30-50μm。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述碳化的温度为800-1100℃，所述石墨化的温度为2200-2500℃。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述除油剂由柠檬酸钠、酒石酸钠、质量分数为5-15氢氧化钠溶液、OP-10以重量份之比为1:1:15-25：0.5-1混合得到；所述活化剂由丙二醇和甲基丙烯酸缩水甘油酯以重量份之比为10-20：1混合得到。
6.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于，所述基膜由以下重量份的原料制得：
4,4’-二氨基二苯醚50-80份
均苯四甲酸二酐20-40份
N,N-二甲基甲酰胺30-60份
石墨烯15-25份
填充料3-5份
分散剂1-2份。
7.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述填充料为炭黑、云母粉、碳化硅中的一种或多种组成。
8.根据权利要求5所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述炭黑、云母粉、碳化硅的粒径均为10-50目。
9.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述分散剂为聚乙二醇。
10.根据权利要求1所述的一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺，其特征在于：所述基膜由以下步骤制得：
步骤1：按照重量份计，称取100-120份质量分数为35-43%硝酸溶液和3-5份硝酸钠，混合均匀，得到混合物A；称取15-25份石墨烯，加入至混合物A中，加热至55-65℃，回流，振动反应3-5h，过滤，过水，中和，再过水，脱水，得到活化石墨烯；
步骤2：按照重量份计，称取均苯四甲酸二酐10-40、分散剂1-2份，加入步骤1得到的活化石墨烯，振动15-26min，得到混合物B；
步骤3：按照重量份计，称取50-80份4,4’-二氨基二苯醚、30-60份N,N-二甲基甲酰胺以及3-5份填充料，振动20-25min，加入步骤2得到的混合物B，振动8-13min，通入氮气，升温至68-78℃，反应3-5h，制膜，升温至80-83℃，恒温反应5-8h，得到基膜。
CN202210062691.2A 2022-01-19 2022-01-19 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺 Active CN114437673B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210062691.2A CN114437673B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210062691.2A CN114437673B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114437673A true CN114437673A (zh) 2022-05-06
CN114437673B CN114437673B (zh) 2023-09-08

Family

ID=81366958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210062691.2A Active CN114437673B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114437673B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115232425A (zh) * 2022-08-09 2022-10-25 广东思泉新材料股份有限公司 一种低介电高导热的屏蔽分散体及其制备方法和制得的屏蔽膜

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925858A (zh) * 2011-10-23 2013-02-13 常州碳元科技发展有限公司 具有保护层结构的碳层材料
CN203504880U (zh) * 2013-04-22 2014-03-26 江苏悦达墨特瑞新材料科技有限公司 石墨烯导热电路基板
KR101387086B1 (ko) * 2013-06-05 2014-04-18 (주)창림이엔지 절연-방열 마스터 배치 및 절연-방열체
CN103895277A (zh) * 2014-04-11 2014-07-02 江苏悦达新材料科技有限公司 一种石墨膜/导热硅胶/石墨烯复合散热片及其制备方法
CN104183702A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 一种柔性导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用
WO2015143908A1 (zh) * 2014-03-26 2015-10-01 苏州格优碳素新材料有限公司 一种高导热石墨膜的制备方法
CN105514059A (zh) * 2016-01-23 2016-04-20 北京大学 一种石墨烯复合材料/氮化硅/硅芯片高效散热系统
CN107083540A (zh) * 2017-04-18 2017-08-22 大连理工大学 一种柔性聚酰亚胺衬底上的氮化镓基薄膜及其制备方法
CN107090275A (zh) * 2017-05-27 2017-08-25 杭州高烯科技有限公司 一种高导热的石墨烯/聚酰亚胺复合碳膜及其制备方法
US20180061517A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 Nanotek Instruments, Inc. Highly Conductive Graphitic Films and Production Process
US20180320045A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Chung Yuan Christian University Manufacturing method of thermal dissipating slurry and thermal dissipating structure
KR101927087B1 (ko) * 2018-07-04 2018-12-10 이진욱 그래핀 코팅층을 포함하는 절연 전선의 제조방법
CN109449308A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 厦门信果石墨烯科技有限公司 一种石墨烯隔绝挡膜及制备方法
CN109575885A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 宁波墨西新材料有限公司 石墨烯导热膜及其制备方法
CN110965039A (zh) * 2019-12-09 2020-04-07 中国东方电气集团有限公司 用于电子设备的带石墨烯散热膜的合金材料及其制备方法
CN111410190A (zh) * 2020-04-28 2020-07-14 上海交通大学 具有绝缘导热性能的石墨烯-氮化硼复合薄膜及其制备方法
CN111465174A (zh) * 2020-04-21 2020-07-28 深圳光韵达激光应用技术有限公司 一种高散热单面线路板的制作方法
CN112512287A (zh) * 2021-01-06 2021-03-16 泰兴挚富显示技术有限公司 一种高导热柔性石墨烯复合散热膜及其制备方法
CN112848547A (zh) * 2021-03-03 2021-05-28 松山湖材料实验室 复合散热膜及其制备方法

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925858A (zh) * 2011-10-23 2013-02-13 常州碳元科技发展有限公司 具有保护层结构的碳层材料
CN203504880U (zh) * 2013-04-22 2014-03-26 江苏悦达墨特瑞新材料科技有限公司 石墨烯导热电路基板
CN104183702A (zh) * 2013-05-23 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 一种柔性导电石墨烯薄膜及其制备方法和应用
KR101387086B1 (ko) * 2013-06-05 2014-04-18 (주)창림이엔지 절연-방열 마스터 배치 및 절연-방열체
WO2015143908A1 (zh) * 2014-03-26 2015-10-01 苏州格优碳素新材料有限公司 一种高导热石墨膜的制备方法
CN103895277A (zh) * 2014-04-11 2014-07-02 江苏悦达新材料科技有限公司 一种石墨膜/导热硅胶/石墨烯复合散热片及其制备方法
CN105514059A (zh) * 2016-01-23 2016-04-20 北京大学 一种石墨烯复合材料/氮化硅/硅芯片高效散热系统
US20180061517A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 Nanotek Instruments, Inc. Highly Conductive Graphitic Films and Production Process
CN107083540A (zh) * 2017-04-18 2017-08-22 大连理工大学 一种柔性聚酰亚胺衬底上的氮化镓基薄膜及其制备方法
US20180320045A1 (en) * 2017-05-04 2018-11-08 Chung Yuan Christian University Manufacturing method of thermal dissipating slurry and thermal dissipating structure
CN107090275A (zh) * 2017-05-27 2017-08-25 杭州高烯科技有限公司 一种高导热的石墨烯/聚酰亚胺复合碳膜及其制备方法
KR101927087B1 (ko) * 2018-07-04 2018-12-10 이진욱 그래핀 코팅층을 포함하는 절연 전선의 제조방법
CN109449308A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 厦门信果石墨烯科技有限公司 一种石墨烯隔绝挡膜及制备方法
CN109575885A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 宁波墨西新材料有限公司 石墨烯导热膜及其制备方法
CN110965039A (zh) * 2019-12-09 2020-04-07 中国东方电气集团有限公司 用于电子设备的带石墨烯散热膜的合金材料及其制备方法
CN111465174A (zh) * 2020-04-21 2020-07-28 深圳光韵达激光应用技术有限公司 一种高散热单面线路板的制作方法
CN111410190A (zh) * 2020-04-28 2020-07-14 上海交通大学 具有绝缘导热性能的石墨烯-氮化硼复合薄膜及其制备方法
CN112512287A (zh) * 2021-01-06 2021-03-16 泰兴挚富显示技术有限公司 一种高导热柔性石墨烯复合散热膜及其制备方法
CN112848547A (zh) * 2021-03-03 2021-05-28 松山湖材料实验室 复合散热膜及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尹宗杰;何立粮;高敬民;杨柳;杨麟;: "高导热石墨膜用PI基膜的研究", 广东化工, no. 17 *
尹雨晨;雷辉;曾一兵;罗正平;: "绝缘高辐射散热涂层配方设计及性能研究", 涂料工业, no. 07 *
崔正威;袁观明;董志军;丛野;李轩科;: "高定向导热炭材料的研究进展", 中国材料进展, no. 06 *
郭玉兰;何静;屈琦琪;苏政;王化;田兴友;: "BN/GS填充EP导热绝缘复合材料的制备", 材料科学与工程学报, no. 02 *
陈和祥;赵春宝;徐随春;杨绪杰;: "环氧树脂/氮化硼/石墨烯纳米片导热复合材料的制备与性能研究", 功能材料, no. 12 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115232425A (zh) * 2022-08-09 2022-10-25 广东思泉新材料股份有限公司 一种低介电高导热的屏蔽分散体及其制备方法和制得的屏蔽膜
CN115232425B (zh) * 2022-08-09 2024-01-30 广东思泉新材料股份有限公司 一种低介电高导热的屏蔽分散体及其制备方法和制得的屏蔽膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN114437673B (zh) 2023-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110128792B (zh) 一种热界面复合材料及其制备方法和应用
US11834751B2 (en) Preparation method of copper-based graphene composite with high thermal conductivity
CN108794812B (zh) 一种电磁屏蔽材料及其制备方法和用途
CN108976718B (zh) 一种环氧树脂基电磁屏蔽复合材料及其制备方法
CN111534016B (zh) 具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料及其制备方法
CN113429930B (zh) 一种加成型双组分有机硅灌封胶及其制备方法
CN114437673B (zh) 一种绝缘高导热石墨烯散热膜的生产工艺
CN103525005A (zh) 低填料含量高导热三元纳微结构环氧复合材料的制备方法
CN111269571A (zh) 一种高强度高导热聚酰亚胺复合薄膜及其制备方法
CN109825010A (zh) 一种利用磁场取向制备砖-泥结构导热聚合物复合材料的方法
CN112608565A (zh) 一种高导热石墨烯散热膜及其制备方法
CN113956539B (zh) 一种改性六方氮化硼粉体的生产工艺及其应用
CN112961460A (zh) 一种以3d聚酰亚胺为导热骨架的有机树脂复合材料及其制备方法
CN102775705A (zh) 一种聚合物基复合材料及其制备方法
CN114105529B (zh) 一种高导热吸波复合材料及其制备方法及吸波导热垫片
CN106867256B (zh) 一种石墨烯织物改性各向异性导热聚酰亚胺薄膜、制备方法及应用
US20220184861A1 (en) Preparation Method of Heat-Conducting Interface Material
CN114133740A (zh) 一种导热吸波硅橡胶复合材料及其制备方法
CN109337291A (zh) 一种表面改性石墨烯-氮化碳-环氧树脂的热界面材料及其制备方法
CN113717524A (zh) 一种用于制备石墨膜的聚酰亚胺薄膜及其制备方法
CN111613367A (zh) 聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜及其制备方法和应用
CN106604535A (zh) 导热型无胶单面挠性覆铜板及其制作方法
CN110964219B (zh) 一种具有高热导率的纳米纤维素膜及其制备方法
CN108342077A (zh) 一种三相双逾渗电磁屏蔽材料及其制备方法
CN112919452A (zh) 高热通量石墨烯-聚酰亚胺碳化膜及其制备方法和用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant