一种导热石墨烯片及其制备方法与流程

本发明属于石墨烯领域，尤其涉及一种导热石墨烯片及其制备方法。

背景技术：

1、石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构，具有出色的导热性能。然而，常规石墨烯片在一些应用中存在一些问题。首先，常规石墨烯片的韧性较差，容易在弯折过程中产生裂纹，影响其装配性能。其次，常规石墨烯片表面较粗糙，导致其接触热阻较高。最后，常规石墨烯片面内导热性能较高，但垂直导热性能较差，限制了其在一些垂直导热应用中的效果。

2、因此，开发一种新型的导热石墨烯片材，以解决现有技术中常规石墨烯片韧性差、表面粗糙和垂直导热性能差的问题，是十分必要的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导热石墨烯片及其制备方法，本发明提供的导热石墨烯片具有较好的韧性，表面光滑平整，且兼顾优异的面内导热性能和垂直导热性能。

2、本发明提供了一种导热石墨烯片，由导热石墨烯片半成品经过热压后制成，所述导热石墨烯片半成品包括玻纤片和复合在所述玻纤片两侧表面的石墨烯微片胶料层，所述石墨烯微片胶料层的成分包括有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水。

3、优选的，所述有机硅表面改性石墨烯微片中的石墨烯微片粒径（等效直径）为30~100μm。

4、优选的，所述氮化硼的粒径为30~100μm。

5、优选的，所述有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水的质量比为80:（5~30）:（20~80）。

6、优选的，所述玻纤片的厚度为10~50μm；所述石墨烯微片胶料层在玻纤片的单侧厚度为50~200μm。

7、本发明提供了一种上述技术方案所述的导热石墨烯片的制备方法，包括以下步骤：

8、a）将有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼、有机硅胶水和溶剂进行混合，得到石墨烯微片胶料；

9、b）将所述石墨烯微片胶料涂覆在玻纤片的两侧表面，干燥，得到导热石墨烯片半成品；

10、c）将所述导热石墨烯片半成品进行热压，得到导热石墨烯片。

11、优选的，步骤a）中，所述有机硅表面改性石墨烯微片按照以下步骤制备：将石墨烯微片原料浸泡到有机硅改性剂中，取出干燥，得到有机硅表面改性石墨烯微片。

12、优选的，所述石墨烯微片原料按照以下步骤制备：将石墨粉进行酸洗，得到石墨烯微片原料。

13、优选的，步骤a）中，所述混合的具体过程包括：先将有机硅表面改性石墨烯微片和溶剂混合，得到石墨烯微片浆液；再将所述石墨烯微片浆液、氮化硼和有机硅胶水混合，得到石墨烯微片胶料。

14、优选的，步骤c）中，所述热压的压力为5~15mpa；所述热压的温度为140~180℃。

15、与现有技术相比，本发明提供了一种导热石墨烯片及其制备方法。本发明提供的导热石墨烯片由导热石墨烯片半成品经过热压后制成，所述导热石墨烯片半成品包括玻纤片和复合在所述玻纤片两侧表面的石墨烯微片胶料层，所述石墨烯微片胶料层的成分包括有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水。本发明通过对石墨烯微片表面进行有机硅修饰改性，增加石墨烯微片的浸润性以及可填充性，提高导热石墨烯片的韧性；通过在石墨烯微片粉料间隙之间填充氮化硼，优化了石墨烯微片的层间结构，不但可以使成型后的片材表面光滑平整，还能够增加材料的纵向导热通道，提高石墨烯片的垂直导热性能；通过将玻纤片作为增强层夹在导热石墨烯片中间，进一步提高了片材的韧性以及强度；通过采用热压的方式对半成品材料进行复合，使其结合成为一个密实的整体，优化了片材的内部结构，减少层间阻力，进一步增加片材的导热性能。本发明提供的导热石墨烯片具有较好的韧性，表面光滑平整，且兼顾优异的面内导热性能和垂直导热性能，在热管理领域、电子器件散热领域以及新能源领域等应用领域具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种导热石墨烯片，其特征在于，由导热石墨烯片半成品经过热压后制成，所述导热石墨烯片半成品包括玻纤片和复合在所述玻纤片两侧表面的石墨烯微片胶料层，所述石墨烯微片胶料层的成分包括有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水。

2.根据权利要求1所述的导热石墨烯片，其特征在于，所述有机硅表面改性石墨烯微片中的石墨烯微片粒径为30~100μm。

3.根据权利要求1所述的导热石墨烯片，其特征在于，所述氮化硼的粒径为30~100μm。

4.根据权利要求1所述的导热石墨烯片，其特征在于，所述有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水的质量比为80:（5~30）:（20~80）。

5.根据权利要求1所述的导热石墨烯片，其特征在于，所述玻纤片的厚度为10~50μm；所述石墨烯微片胶料层在玻纤片的单侧厚度为50~200μm。

6.一种权利要求1~5任一项所述的导热石墨烯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述有机硅表面改性石墨烯微片按照以下步骤制备：将石墨烯微片原料浸泡到有机硅改性剂中，取出干燥，得到有机硅表面改性石墨烯微片。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯微片原料按照以下步骤制备：将石墨粉进行酸洗，得到石墨烯微片原料。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中，所述混合的具体过程包括：先将有机硅表面改性石墨烯微片和溶剂混合，得到石墨烯微片浆液；再将所述石墨烯微片浆液、氮化硼和有机硅胶水混合，得到石墨烯微片胶料。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤c）中，所述热压的压力为5~15mpa；所述热压的温度为140~180℃。

技术总结本发明属于石墨烯领域，尤其涉及一种导热石墨烯片及其制备方法。本发明提供的导热石墨烯片由导热石墨烯片半成品经过热压后制成，所述导热石墨烯片半成品包括玻纤片和复合在所述玻纤片两侧表面的石墨烯微片胶料层，所述石墨烯微片胶料层的成分包括有机硅表面改性石墨烯微片、氮化硼和有机硅胶水。本发明提供的导热石墨烯片具有较好的韧性，表面光滑平整，且兼顾优异的面内导热性能和垂直导热性能，在热管理领域、电子器件散热领域以及新能源领域等应用领域具有广阔的应用前景。技术研发人员：钱来江,李康凯,陶藤,沈海飞受保护的技术使用者：浙江三元电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4