[发明专利]一种石墨烯微球及利用石墨烯微球制备的高导热垫片

说明书

本发明提供石墨烯微球的制备方法，包括以下步骤：1)将石墨烯导热膜、人工石墨导热膜、高定向石墨导热膜中的一种或几种作为基材，粉碎成石墨烯粉；2)溶胶法制备石墨烯微球：a)将间苯二酚溶解在甲醛溶液中；然后加入步骤1)制备的石墨烯粉，加热搅拌，得到混合液；b)将液体石蜡加热，然后将步骤a)的混合液加入到液体石蜡中继续搅拌，得到产物，将产物过滤，收集滤渣并洗涤滤渣，得到固态产物；c)将步骤b)得到的固态产物依次进行烘烤、高温碳化和高温石墨化，得到石墨烯微球。本发明还以石墨烯微球为基础，制备了一种石墨烯微球高导热垫片，改进了传统导热垫片存在的导热性能不高的问题，使得制备高导热垫片材料成为可能。

技术领域

本发明属于电子散热材料技术领域，具体涉及一种石墨烯微球及利用石墨烯微球制备的高导热垫片。

背景技术

导热填隙材料(TIM)是一类用来填充发热器件与散热片(散热器)底座之间空隙，填充界面的不平整，用来排除界面空隙，降低界面热阻的材料。一般地，TIM材料均具有柔软，回弹，导热等性能。目前，TIM材料已成为电子设备行业不可或缺的导热材料，广泛应用于智能手机、平板电脑、PC、通讯基站、智能家电行业。

传统TIM材料配方中一般使用的导热填料主要有氧化铝、氮化硼、氮化铝等填料，这些填料或多或少存在一些自身难以解决的问题而使得制备得到的TIM材料难以突破性能瓶颈。

如氧化铝导热系数只能达到30W/(m·K)，自身导热系数比较一般，由其制备的导热垫片产品导热系数一般不会超过5W/(m·K)。

氮化硼导热系数可以达到200W/(m·K)以上，但由于其结构为片状，与球形导热填料相比，具有更大的比表面积，因此在实际应用时填充困难，填充量难以提高，所制备的导热垫片产品导热系数也难以达到10W/(m·K)以上。

氮化铝导热系数也可以达到200W/(m·K)以上，但实际应用时较易水解，甚至在空气中吸收空气中的水分即可发生反应，因此在实际应用时存在着难以解决的问题。

由传统的导热填料制备的导热垫片的导热系数大都在5W/(m·K)以下，有极少一部分能达到10W/(m·K)，但超越10W/(m·K)的产品几乎没见过。

近年来，随着5G技术的兴起，5G设备发热量越来越大，对散热材料也提出了更高的要求，传统的TIM材料也越来越难以满足新的应用需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种石墨烯微球及利用石墨烯微球制备的高导热垫片。石墨烯微球解决了传统导热填料存在的导热系数低，填充量不高的问题，采用石墨烯微球制备得到的导热垫片导热系数能够达到10W/(m·K)以上。

为了实现本发明的发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种石墨烯微球的制备方法，所述石墨烯微球的制备方法包括以下步骤：

1)将石墨烯导热膜、人工石墨导热膜、高定向石墨导热膜中的一种或几种作为基材，采用粉碎工艺制备成石墨烯粉；

2)溶胶法制备石墨烯微球

a)将间苯二酚溶解在甲醛水溶液中；然后加入步骤1)制备的石墨烯粉，加热搅拌，得到混合液；

b)将液体石蜡加热至70～100℃，然后将步骤a)的混合液加入到液体石蜡中继续搅拌，得到酚醛树脂包裹的石墨烯微球，将酚醛树脂包裹的石墨烯微球过滤，收集滤渣并洗涤滤渣，得到固态产物；

c)将步骤b)得到的固态产物依次进行烘烤、高温碳化和高温石墨化，得到石墨烯微球。

作为优选，所述石墨烯粉的粉体片径在5～300μm，优选地，所述石墨烯粉的粉体片径在5～20μm。