[发明专利]一种石墨烯金属导热垫片的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯金属导热垫片的制备方法，包括以下步骤：1)配制氧化石墨烯分散液：将氧化石墨烯分散于溶剂中，利用改性剂对石墨烯进行表面处理，并将氧化石墨烯分散液调制成酸性；2)对泡沫金属进行预处理：通过电化学氧化，使泡沫金属表面形成氧化层；3)制备石墨烯负载的泡沫金属：将氧化石墨烯分散液和还原剂配制成混合液；将泡沫金属浸在混合液中，在80℃‑350℃温度下密封热处理；4)制备石墨烯导热垫片：石墨烯负载的泡沫金属填充膏状导热材料后，对导热材料进行固化处理；将填充有导热材料石墨烯负载的泡沫金属压制成片。本发明获得的石墨烯金属导热垫片的导热系数高，能够很好地运用于大功率的LED照明灯具上。

[技术领域]

本发明涉及导热材料制备，尤其涉及一种石墨烯金属导热垫片的制备方法。

[背景技术]

随着LED功率越来越大，其散热问题也日益突出，严重影响了LED的光输出特性和器件的寿命，因此，散热问题一直是大功率LED封装必须解决的关键问题。为了更好的填充发热体与散热器之间的空气空隙，需要选择柔韧性及导热性好的材料进行填充以满足其散热效果。石墨烯和金属作为高导热材料，被广泛应用作导热散热材料，近几年对于石墨烯与泡沫金属的复合制备石墨烯金属复合材料已有不少报道，这些复合方法包括利用化学气相沉积法(CVD法)(例如：专利201510980259.1《一种在泡沫镍上快速生长石墨烯花簇阵列的方法》及专利201010183833.8《石墨烯泡沫及其制备方法》)及电泳沉积法(例如：专利201310360855.0《泡沫金属-石墨烯复合材料及其制备方法》)等在金属基底上生长石墨烯，但这些操作方法工艺条件要求过于苛刻复杂，不易操作。同时亦或有采用涂覆的方法将石墨烯填充在金属表面，但其不够均匀稳定，同时易脱落，影响其优异性能的发挥。因此如何更简单有效地实现石墨烯的负载金属基底上，利用石墨烯与金属协同作用发挥其优异的导热性能，提高导热材料的导热特性，有望解决现有技术中，大功率LED领域中的散热问题。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种导热性能好的石墨烯金属导热垫片的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种石墨烯金属导热垫片的制备方法，包括以下步骤：

101、配制氧化石墨烯分散液：将氧化石墨烯分散于溶剂中，氧化石墨烯在分散液中的质量-体积浓度为5-20mg/ml，利用改性剂对石墨烯进行表面处理，并将氧化石墨烯分散液调制成酸性；

102、对泡沫金属进行预处理：通过电化学氧化，使泡沫金属表面形成氧化层；

103、制备石墨烯负载的泡沫金属：将氧化石墨烯分散液和还原剂按质量比1：0.2-2配制成混合液；将进行过预处理的泡沫金属浸在混合液中，在80℃-350℃温度下密封热处理0.5-5小时，获得石墨烯负载的泡沫金属；

104、制备石墨烯导热垫片：石墨烯负载的泡沫金属填充膏状导热材料后，对导热材料进行固化处理并同时将填充有导热材料石墨烯负载的泡沫金属压制成片，获得石墨烯金属导热垫片。

以上所述的石墨烯金属导热垫片的制备方法，在步骤101中，氧化石墨烯是Hummer法制备的氧化石墨烯；所述的溶剂是水、无水乙醇、DMF和NMP中的一种或一种以上的混合液；所述的改性剂是钛酸偶联剂、硅烷偶联剂、表面活性剂和两亲性聚合物中的至少一种。

以上所述的石墨烯金属导热垫片的制备方法，在步骤101中，氧化石墨烯分散液的PH值为2至6。

以上所述的石墨烯金属导热垫片的制备方法，泡沫金属的厚度为0.5-10mm，孔径为0.01-2mm；步骤102包括以下步骤：

401、将泡沫金属浸入由重铬酸钠、硫酸镁、硫酸锰和水按照质量比10-12:5-8:5-7:80-90组成的混合溶液中10-30分钟，将泡沫金属表面膜层去除，然后用蒸馏水洗涤5遍以上；