CN205601263U - 碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽薄膜。本实用新型的碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽薄膜，包括碳纳米管和石墨烯均匀分布的碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽层和聚合物层，所述聚合物层的上表面设有碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽层，所述聚合物层的下表面设有碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽层；本实用新型的碳纳米管‑石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其导热性高、屏蔽效果好；碳纳米管和石墨烯的加入，使复合导热屏蔽材料的表面积增加，从而导致其表面的物理、化学性能发生突变，对不同波长的光显示出特殊的光化学、吸收和散射及光催化等作用，可以激发产品表面的共振效应，显著提高远红外发射效率，加快热量从产品表面的快速散发，达到快速散热、屏蔽的效果。

Description

碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜

技术领域

本实用新型属于电磁屏蔽技术领域，具体涉及一种碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜。

背景技术

在通信、电子、机柜、机箱、航天、医疗、船只等需要电磁屏蔽的领域，通常是在产品的表面涂覆一层涂料起到电磁屏蔽的作用。现有导热膜大多为单一的石墨层，采用压延方式将石墨层覆到聚合物的表面，在产品的表面形成一层致密的石墨层；其中，石墨分子间紧密链接，起到屏蔽的效果；另外，整个产品表面靠石墨层中电子的自由移动保持热平衡的状态，空气对流时带走热量，达到降低产品表面温度的效果，因此，石墨层可以在一定的范围内起到屏蔽和散热的功效，但对于医疗设备、通信机柜等需要高导热或高屏蔽的精密设备来说，石墨层就很难起到非常理想的导热和屏蔽的效果。另外，由于在石墨压延工艺中添加了溶剂，因此石墨层表面较光滑，对于辐射干扰电磁波吸收有限，几乎为“零”，所以在有大量辐射源的场合，石墨薄膜的电磁屏蔽功效很难发挥。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其导热性高、屏蔽效果好。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，包括碳纳米管和石墨烯均匀分布的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层和聚合物层，所述聚合物层的上表面设有碳纳米 管-石墨烯复合导热屏蔽层，所述聚合物层的下表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层。

如图2所示，碳纳米管为网状结构；石墨烯为片层材料，碳纳米管和石墨烯是目前世界上已知的最好的导热材料之一，是散热材料中最理想的功能填料之一，它们所具有的独特性能使其在各个领域都展现出了巨大的潜力与应用前景，目前已成为国内外科研的热点，如复合导热界面材料、复合吸波材料、复合型屏蔽材料等已有雏形，待规模试产运用，且正在形成系列化产品；高端运用在军工、航天、航海领域，如隐身、防腐等应用，中端运用在通信技术、医疗器械领域，如通信机柜、手术灯等应用，低端运用在消费类电子产品领域，如手机、电源等应用。碳纳米管和石墨烯是一维纳米材料，比表面积大，被誉为世界上最黑的物质，辐射系数接近1。纳米纤维状的碳纳米管和石墨烯，与颗粒状的其它散热填料相比，更容易形成导热网络，对薄膜层增强增韧效果明显，当厚度为5～10μm，就能形成均匀光洁、机械性能优异的膜，而其它填料的涂膜，较佳的使用厚度为30～50μm。

其中，所述碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层的厚度为5～10μm，例如5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm。

其中，所述碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层的厚度为6～8μm，例如6μm、6.2μm、6.5μm、6.8μm、7μm、7.3μm、7.5μm、7.8μm、8μm。

其中，所述聚合物层的厚度为0.01～0.1mm，例如，0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm。

其中，所述聚合物层为单组份水性聚氨酯树脂层。

其中，所述聚合物层为双组份环氧树脂层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型的碳纳米管-石墨 烯复合导热屏蔽薄膜，包括碳纳米管和石墨烯均匀分布的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层和聚合物层，所述聚合物层的上表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层，所述聚合物层的下表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层；本实用新型的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其导热性高、屏蔽效果好；碳纳米管和石墨烯的加入，使复合导热屏蔽材料的表面积增加，从而导致其表面的物理、化学性能发生突变，对不同波长的光显示出特殊的光化学、吸收和散射及光催化等作用，可以激发产品表面的共振效应，显著提高远红外发射效率，加快热量从产品表面的快速散发，达到快速散热、屏蔽的效果。

附图说明

图1为本实用新型的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜的结构示意图；

图2为现有技术中的碳纳米管的结构示意图。

附图标记如下：

1-碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层；2-聚合物层。

具体实施方式

下面结合图1至2，并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实用新型的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，包括碳纳米管和石墨烯均匀分布的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1和聚合物层2，聚合物层2的上表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1，聚合物层2的下表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1。碳纳米管和石墨烯被均匀地分布并附着在聚合物层2的上下表面，图2为现有技术中的碳纳米管的结构示意图，碳纳米管、石墨烯具有较高热传导率和发射性的材料，导热系数大大增加，能使薄膜层表面呈现为“宏观光洁微观粗糙”的纳米材料组体；纳米级尺寸的碳 纳米管和石墨烯的加入，使复合导热屏蔽材料的表面积极大的增加，从而导致其表面的物理、化学性能发生突变，对不同波长的光显示出特殊的光化学、吸收和散射及光催化等作用，达到快速散热、吸波及屏蔽的效果。

作为本实用新型的优选方案，碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1的厚度为5～10μm；进一步地，聚合物层2的厚度为0.01～0.1mm。将碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜覆于产品上时，形成均匀光洁、机械性能优异的薄膜。更优选地，碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1的厚度为6～8μm。

作为本实用新型的优选方案，碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层1在制备时，将碳纳米管和石墨烯加入到含有无机胶体微粒的散热溶液中，该散热溶液采用对可见光和近红外光反射率高、稳定性好的散热溶液，搅拌混合后凝聚结合成碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层，其物理性能、化学性能优良且便于加工，压延加工时，能够在产品表面形成均匀及连续的导电及导热层。散热溶液中添加石墨烯、碳纳米管等具有较高热传导率和发射性的材料，导热系数大大增加，能使薄膜表面呈现“宏观光洁微观粗糙”的纳米材料组体；可以大大增加散热装置与外界的接触面积，减少热屏蔽，显著提升散热效果；优选地，在散热溶液中添加大量的被电子跃迁过的多种尖晶石作为复合红外辐射体，既增加了杂质能级，提高了红外辐射系数，又保持了相应的热稳定性、耐热性、高强度、耐腐蚀性、耐磨性等；更优选地，无机胶体微粒的粒径小于100nm。

作为本实用新型的优选方案，聚合物层2为单组份水性聚氨酯树脂材料的聚合物层，使制备成的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜柔软，耐挠曲性能更好；优选地，聚合物层2也可以为双组份环氧树脂材料的聚合物层，使制备成的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜硬度高，耐腐蚀性更好。

本实用新型的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，碳纳米管-石墨烯复合导 热屏蔽层的厚度薄，5～10μm时就可以起到很好屏蔽效果，并且热阻小，可以激发金属散热器表面的共振效应，显著提高远红外发射效率，加快热量从散热器表面的快速散发，适用于铜箔、铝基板、LED灯基座、电器外壳等设备的散热；并且对医疗设备、通信机柜等需要高导热或高屏蔽的精密设备也有理想的导热和屏蔽的效果。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，包括碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层(1)和聚合物层(2)，所述聚合物层(2)的上表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层(1)，所述聚合物层(2)的下表面设有碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层(1)。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层(1)的厚度为5～10μm。

3.根据权利要求2所述的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，所述碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽层(1)的厚度为6～8μm。

4.根据权利要求1所述的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，所述聚合物层(2)的厚度为0.01～0.1mm。

5.根据权利要求1所述的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，所述聚合物层(2)为单组份水性聚氨酯树脂层。

6.根据权利要求1所述的碳纳米管-石墨烯复合导热屏蔽薄膜，其特征在于，所述聚合物层(2)为双组份环氧树脂层。