CN208497881U - 一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种石墨烯‑碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片包括石墨烯‑碳纳米管纤维以及基材，所述石墨烯‑碳纳米管纤维垂直固定于基材上。所述导热垫片具有导热效果好，柔韧性能好，质量轻，生产成本低的优点，其与电器元件发热表面的界面贴合紧密，进而降低电器元件工作时的温度，提高电器元件的工作效率和延长元件的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于导热材料领域，涉及一种导热垫片，尤其涉及一种石墨烯- 碳纳米管纤维基导热垫片。
背景技术
现今热界面材料经过几十年的发展，从最初的导热油、导热硅脂、导热矽胶布等低端产品逐步发展到导热垫片、相变化材料、导热凝胶以及液态金属等高端的产品，技术也逐步得到提升，其中以导热垫片发展最为迅速，应用最为广泛。
传统的导热垫片基本都是以硅胶或者其它高分子材料作为基体材料，通过填充导热粉体，使复合材料具有导热通道，从而起到材料的热传导作用，填充的粉体越多，粉体粒径搭配越合理，导热通道越多，相应的材料导热系数越高，但是随着填充材料越来越多，产品的力学性能，尤其是拉伸强度和可压缩性大幅下降，从而在很多场合应用受到局限，同时，填充的粉体越多，材料的密度也随之增加，显然与当今追求轻质化和用户体检的大潮流不符。
CN106010469A公开了一种纳米管阵列/石墨烯纸导热复合材料及制备方法，复合材料由垂直取向的碳纳米管阵列与水平取向的石墨烯纸层堆叠复合构成；本实用新型以碳纳米管阵列-石墨烯纸结合体为结构单元，进行结构单元垂直方向的层压堆积：碳纳米管阵列层与石墨烯纸层交替垂直层层连接水平取向堆叠得到的片状固体导热垫片，层与层之间依靠中间相沥青基石墨材料的粘合力结合构成复合导热结构。该复合材料由定向碳纳米管阵列结构提供复合材料沿厚度方向的导热通路，并且由片状石墨烯纸提供复合材料沿平面方向的导热性能。沿平面和厚度方向热导率分别达到500W/(m·K)和20W/(m·K)的石墨导热片。但所述导热垫片结构复杂导致制备方法复杂，且径向与轴向导热通道彼此分层，导热效率受到局限。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片具有导热效果好，柔韧性能好，质量轻，生产成本低的优点，其与电器元件发热表面的界面贴合紧密，进而降低电器元件工作时的温度，提高电器元件的工作效率和延长元件的使用寿命。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型目的之一在于提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片包括石墨烯-碳纳米管纤维以及基材，所述石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于基材上。
其中，本实用新型使用的石墨烯-碳纳米管纤维为石墨烯/碳纳米管复合纤维。
作为本实用新型优选的技术方案，所述石墨烯-碳纳米管纤维的长度为 0.5～5mm，如0.2mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、 4mm、4.5mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述石墨烯-碳纳米管纤维的直径为 10～300μm，如10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm、 200μm、220μm、250μm、280μm或300μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述基材的厚度为0.5～2mm，如0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2.0mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案，所述石墨烯-碳纳米管纤维植入所述基材厚度的80～90％，如80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、 89％或90％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
其中，本实用新型中所述基材为绝缘基材。所述绝缘基材的原料为柔性高分子材料。
其中，所述柔性高分子材料为单组份或双组份导热硅胶，所述单组份或双组份导热硅胶均为市场上可以购买得到的产品。
作为本实用新型优选的技术方案，所述固定有石墨烯-碳纳米管纤维的基材表面的相对表面贴覆有高温离型膜。
本实用新型使用的石墨烯-碳纳米管纤维的制备方法可以是表面包覆法、凝固浴纺丝法、阵列纺丝法等，上述制备方法均为本领域的现有技术。
本实用新型提供的石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片可应用于手机、电脑等电子产品芯片的散热以及压缩机等设备的节能降耗等方面。
与现有技术方案相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
(1)本实用新型提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片具有优异的导热性能，导热系数在20～40W/(m·K)；
(2)本实用新型提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片具有优异的机械性能，拉伸强度可达10MPa以上。
附图说明
图1是本实用新型提供的石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片的结构示意图；
图中：1-石墨烯-碳纳米管纤维，2-基材。
下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片中长度为3mm、直径为25μm的石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于1.5mm厚的基材上，植入深度为基材厚度的95％。
实施例2
本实施例提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片中长度为1mm、直径为15μm的石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于0.75mm厚的基材上，植入深度为基材厚度的90％。
实施例3
本实施例提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片中长度为0.2mm、直径为10μm的石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于0.2mm厚的基材上，植入深度为基材厚度的90％。
实施例4
本实施例提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片中长度为5mm、直径为300μm的石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于2mm厚的基材上，植入深度为基材厚度的100％。
实施例5
本实施例提供一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，所述导热垫片中长度为2mm、直径为20μm的石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于1mm厚的基材上，植入深度为基材厚度的80％。
对比例1
本对比例中，除了石墨烯-碳纳米管纤维平铺在基材上外，其他条件均与实施例5相同。
实施例1-5石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片的结构示意图如图1所示。
对实施例1-5以及对比例1提供的石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片的导热性能进行测试，结果如表1所示。
表1
| 项目 | 垂直导热系数/W/(m·K) |
| 实施例1 | 30.1 |
| 实施例2 | 31.3 |
| 实施例3 | 34.6 |
| 实施例4 | 39.2 |
| 实施例5 | 39.4 |
| 对比例1 | 3.8 |
从表1可以看出，本实用新型实施例1-5提供的石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片的导热系数最高可达39.4W/(m·K)。而对比例1中石墨烯-碳纳米管纤维平铺在基材上，导致导热垫片的导热系数仅为3.8W/(m·K)。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (6)
1.一种石墨烯-碳纳米管纤维基导热垫片，其特征在于，所述导热垫片包括石墨烯-碳纳米管纤维以及基材，所述石墨烯-碳纳米管纤维垂直固定于基材上。
2.根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述石墨烯-碳纳米管纤维的长度为0.2～5mm。
3.根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述石墨烯-碳纳米管纤维的直径为10～300μm。
4.根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述基材的厚度为0.5～2mm。
5.根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述石墨烯-碳纳米管纤维植入所述基材厚度的90～100％。
6.根据权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述固定有石墨烯-碳纳米管纤维的基材表面的相对表面贴覆有高温离型膜。
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| CN (1) | CN208497881U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114932058A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-23 | 浙江大学 | 一种高密度高取向短纤阵列的制备方法及导热垫 |
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2018
- 2018-02-11 CN CN201820250631.2U patent/CN208497881U/zh active Active
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| CN114932058A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-08-23 | 浙江大学 | 一种高密度高取向短纤阵列的制备方法及导热垫 |
| CN114932058B (zh) * | 2022-04-24 | 2023-08-25 | 浙江大学 | 一种高密度高取向短纤阵列的制备方法及导热垫 |
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