[发明专利]一种低回弹石墨烯泡棉的制备方法

说明书

本发明公开了一种低回弹石墨烯泡棉的制备方法，包括以下步骤：S1：氧化石墨烯复合浆料的制备：将1‑10质量份的氧化石墨烯、0‑10质量份的石墨烯掺入70‑98质量份的去离子水中混合搅拌分散，经超声、均质剥离等多种工艺分散后得到高单层氧化石墨烯/石墨烯浆料，再添加1‑10质量份中空材料搅拌至混合均匀，制备得到氧化石墨烯复合浆料。本发明中，中空材料的加入，提高了原始材料氧化石墨烯膜的孔隙率。同时通过夹具束缚以及高温热处理工艺，得到高膨胀的石墨烯泡棉，且因为采用了高温热处理，使得泡棉不仅具有高膨胀且具有高导热性。

技术领域

本发明涉及石墨烯泡棉技术领域，尤其涉及一种低回弹石墨烯泡棉的制备方法。

背景技术

随着电子设备的发展，从大众使用的智能设备，工业级的制造设备，以及国防安全的如雷达等高功率设备采用越来越多的集成芯片。这些芯片制程工艺越来越精细，单位容纳的晶体管数量增加，从而造成单位面积的发热量也增大，且有些设备还在有限的空间集成更多的芯片，芯片在运行过程中必然会造成大量热量的产生，因此对散热提出了更高要求。

在电子设备热传导中，主要通过热传导和热对流来实现散热，其中热对流通过风扇等手段实现，而热传导主要通过高导热材料来实现。但有时在电子设备中因为结构件设计影响，不同的结构件之间也需要热量传导。此时传统的做法拾采用导热硅脂或者导热硅胶来作为界面材料起到引热作用。但导热硅脂或导热硅胶具有导热系数低、耐温性能差、长时间易失效等缺点，容易引起热失效。

石墨烯散热膜为一种新型界面导热材料，优异的导热性能使得石墨烯为超大规模纳米集成电路理想的散热材料，完全满足取代导热硅脂或导热硅胶用于热界面材料的贴合。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种低回弹石墨烯泡棉的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种低回弹石墨烯泡棉的制备方法，包括以下步骤：

S1：氧化石墨烯复合浆料的制备：将1-10质量份的氧化石墨烯、0-10质量份的石墨烯掺入70-98质量份的去离子水中混合搅拌分散，经超声、均质剥离等多种工艺分散后得到高单层氧化石墨烯/石墨烯浆料，再添加1-10质量份中空材料搅拌至混合均匀，制备得到氧化石墨烯复合浆料；

S2：预发泡氧化石墨烯膜的制成：将制备得到的氧化石墨烯复合浆料采用涂布方式涂布烘干成膜，制成厚度为10-1000μm的预发泡氧化石墨烯膜；

S3：初步发泡的氧化石墨烯膜制成：将制备得到的预发泡氧化石墨烯膜在60℃-300℃环境下进行预处理，精确控制升温速率和保温时间，控制分解气体的释放数量和释放速率得到初步发泡的氧化石墨烯膜；

S4：高倍率膨胀石墨烯泡棉制备：将上一步制备得到的初步发泡的氧化石墨烯膜采用特殊束缚夹具处理后再放入高温石墨炉中，采用梯度升温至1700℃-3000℃，全程保持真空或惰性气体保护，得到高倍率膨胀的石墨烯泡棉；

S5：特定发泡倍率的石墨烯泡棉制备；将制备得到的高倍率膨胀石墨烯泡棉采用压延机压至密度为0.1-1g/cm³得到满足特定发泡倍率的石墨烯泡棉。

优选地，所述述S5中制备的低回弹石墨烯泡棉的厚度为10-1000微米。

优选地，所述S1中的氧化石墨烯为化学氧化石墨烯或电化学氧化石墨烯。

优选地，所述S1中石墨烯为机械剥离石墨烯、电化学剥离石墨烯或者还原氧化石墨烯。

优选地，所述S1中的中空材料为中空玻璃微球、多空炭微球或羊巴粉，且羊巴粉为可膨胀塑料微球。

优选地，所述S2中涂布方式为刮涂、平涂、辊涂或转移涂布。