石墨烯复合导热垫片及其制备方法与流程

1.本发明属于导热散热技术领域，具体涉及一种石墨烯复合导热垫片及其 制备方法。


背景技术：

2.导热垫片，一种高性能间隙填充导热材料，主要用于电子设备与散热片 或产品外壳间的传递界面。石墨烯具有良好的导热性能，可以用作导热垫片 的增强材料。采用石墨烯导热膜制备的导热垫片的方式主要有两种：一是将 石墨烯导热膜通过胶黏剂层层堆叠粘接后，切割成导热垫片，使石墨烯导热 膜沿着厚度方向排列，如专利文献wo2019235983a1；二是将石墨烯导热膜 由平面方向通过皱褶的方式变为纵向排列，再涂覆胶黏剂，使之成为整体结 构，如专利文献cn110491845a。
3.上述两种方式采用的石墨烯导热膜，虽然获得了较高的导热系数，但是 石墨烯导热膜致密化的结构，导致制得的导热垫片硬度较大，垫片的应用热 阻显著升高；其次，石墨烯导热膜表面光滑，往往需要进行表面粗糙处理， 如做纳米涂层或打磨粗糙等，才能实现与胶黏剂的良好结合 (wo2019235983a1、wo2019235986a1)；此外，石墨烯导热膜内部类石墨 结构，容易引起分层，影响整体的力学稳定性。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种石墨烯复合导 热垫片，包括沿着厚度方向片排列的多层石墨烯泡沫膜和胶黏剂，所述石墨 烯泡沫膜占比50wt.％
‑
95wt.％。
5.可选地，所述石墨烯泡沫膜占比60wt.％
‑
90wt.％。
6.可选地，底部垫块材质为石墨毡、石墨块或者碳毡，优选地，底部垫块 厚度在10mm
‑
100mm之间。
7.可选地，所述石墨烯泡沫膜的导热系数大于等于50w/(m
·
k)，优选大于 等于100w/(m
·
k)。
8.可选地，所述石墨烯泡沫膜厚度为50
‑
1000μm，优选地，所述石墨烯泡 沫膜厚度为300
‑
500μm。
9.可选地，所述石墨烯泡沫膜密度为0.10
‑
0.90g/cm3，优选地，所述石墨烯 泡沫膜厚度为0.20
‑
0.70g/cm3。
10.可选地，所述石墨烯泡沫膜由石墨烯孔壁和孔隙构成，石墨烯为层状结 构，层与层之间存在孔隙，石墨烯层状结构内部孔隙的平均孔径为10
‑
100μm， 优选地，所述平均孔径为15
‑
50μm。
11.可选地，所述胶黏剂包括粘接胶和浸渍胶，所述粘接胶涂覆于石墨烯泡 沫膜四周的胶黏剂，所述浸渍胶用于浸渍多层石墨烯泡沫膜粘接后切割形成 的片材，所述粘接胶的粘度高于所述浸渍胶，所述浸渍胶的流动性高于所述 粘接胶。
12.可选地，所述粘接胶为环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯 酸树脂或有机硅胶中的一种或多种，优选地，所述粘接胶为环氧树脂；所述 环氧树脂粘度5000
‑
300000mpa
·
s，优选10000
‑
250000mpa
·
s。
13.可选地，所述浸渍胶为环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯 酸树脂或有机硅胶中的一种或多种；优选地，所述胶黏剂为有机硅胶；优选 地，所述浸渍胶为液体有机硅胶；优选地，所述液体有机硅胶为聚二甲基环 硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、α, ω
‑
二羟基聚甲基(3,3,3
‑
三氟丙基)硅氧烷、氰基硅氧基硅烷或α,ω
‑
二乙基 聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；优选地，浸渍胶粘度为50
‑
1000mpa
·
s，优 选为100
‑
500mpa
·
s。
14.根据本发明的另一个方面，提供一种石墨烯复合导热垫片的制备方法， 包括：
15.将石墨烯泡沫膜层层堆叠放入模具，施压使膜与膜之间贴合紧密；
16.将粘接胶均匀涂覆于施压后的石墨烯导热泡沫膜四周，使多层石墨烯导 热泡沫膜完全包覆成块体；
17.待所述块体固化成型，并沿着层叠方向切割成片材；
18.将切割后的片材浸渍于浸渍胶后，取出，对取出的片材进行热压成型；
19.对成型后的片材进行边缘修剪，去除掉边缘的粘接胶黏剂区域，得到石 墨烯复合导热垫片。
20.可选地，所述将石墨烯导热泡沫膜层层堆叠放入模具，施压使膜与膜之 间贴合紧密的步骤中，将石墨烯泡沫膜切成尺寸大小一致的片材，将片材层 层堆叠放入模具。
21.可选地，所述将粘接胶均匀涂覆于施压后的石墨烯导热泡沫膜四周，使 多层石墨烯导热泡沫膜完全包覆成块体的步骤中，粘接胶为环氧树脂、酚醛 树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂或有机硅胶中的一种或多种，优选地， 所述粘接胶为环氧树脂；所述环氧树脂粘度5000
‑
300000mpa
·
s，优选10000
‑
250000mpa
·
s；粘接胶加热固化或常温固化，优选地，粘接胶选用加热 固化型环氧树脂，采用80℃加热固化。
22.可选地，所述待所述块体固化成型，并沿着层叠方向切割成片材的步骤 中，切割方式采用线切割、激光切割、超声波切割、刀片切割或冷冻切割， 优选地，切片的厚度为0.25
‑
5mm。
23.可选地，所述将切割后的片材浸渍于浸渍胶的步骤中，浸渍胶为环氧树 脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂或有机硅胶中的一种或多种； 优选地，所述浸渍胶为有机硅胶；优选地，所述浸渍胶为液体有机硅胶；优 选地，所述液体有机硅胶为聚二甲基环硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、α,ω
‑
二羟 基聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、α,ω
‑
二羟基聚甲基(3,3,3
‑
三氟丙基) 硅氧烷、氰基硅氧基硅烷或α,ω
‑
二乙基聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；优 选地，浸渍胶粘度为50
‑
1000mpa
·
s，优选为100
‑
500mpa
·
s。
24.可选地，所述对取出的片材进行热压成型的步骤中，热压成型，利用模 具控制垫片厚度，并对取出的片材进行加热加压固化成型，施加压力为 0.1
‑
2.0mpa，优选为0.3
‑
1.5mpa；固化温度为150℃以下，优选为120℃以下。
25.本发明采用石墨烯泡沫膜与胶黏剂复合制备的石墨烯导热垫片具有低密 度、厚度方向高导热以及低热阻等特点。
26.本发明所述石墨烯复合导热垫片密度较低，可根据切割工艺来控制垫片 的厚度，
可满足各种厚度的应用需求；石墨烯泡沫膜中石墨烯片层沿着厚度 方向竖直排列，使导热垫片总体在厚度方向上具有较高的导热系数；经过热 压工艺后，在各层泡沫膜内部及层间均分布有胶黏剂，因此，石墨烯复合导 热垫片的机械性能优异，不易分层；另外，经过热压工艺后，垫片柔软度得 到提升，在实际使用过程中，垫片表面与基材的贴合度良好，从而获得较低 的热阻，提高了整体的导热性能。
27.本发明所述石墨烯复合导热垫片的制备方法将石墨烯导热泡沫膜利用模 具层层堆叠，并加压贴合，然后用胶黏剂涂覆于泡沫膜样块四周，将其包裹 住，起到粘接固定作用，待胶黏剂完全固化后沿着叠层方向切割成片材，最 后将片材经胶黏剂浸渍后再进行热压处理得到导热垫片，导热垫片中石墨烯 片层沿着厚度方向排列，所述石墨烯泡沫膜未经压延，表面粗糙，密度较低， 内部具有扁平状孔隙，与胶黏剂结合良好。
28.所述胶黏剂有两种，一种是涂覆于块状泡沫膜四周的胶黏剂，简称粘接 胶，其粘度高，流动性一般，固化后硬度高且强度大，对石墨烯材料有良好 的的粘接性能，能起到结构固定作用；第二种是浸渍工艺所用的胶黏剂，简 称浸渍胶，其粘度低，流动性好，固化后硬度低，对石墨烯材料有良好的的 粘接性能，且具有良好的力学性能。
附图说明
29.图1是本发明所述石墨烯复合导热垫片的照片；
30.图2是本发明所述石墨烯复合导热垫片的sem图像；
31.图3是本发明所述石墨烯复合导热垫片的制备方法中，所述块体固化成 型沿着层叠方向切割成的片材的照片。
具体实施方式
32.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可 认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方 式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限 制性的。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长 度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、 "顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基 于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描 述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特 征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个 或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上， 除除非另有明确具体的限定。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结 构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当 然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不 同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的， 其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供 了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人
员可以意识到其 他工艺的应用和/或其他材料的使用。
35.在一个实施例中，如图1和2所示，本发明提供一种石墨烯复合导热垫 片，由沿着厚度方向排列的多层石墨烯泡沫膜与胶黏剂构成，石墨烯泡沫膜 占比50wt.％
‑
95wt.％，优选60wt.％
‑
90wt.％，占比低于50wt.％则由于石墨烯 过少引起导热效果较差，高于95wt.％，则由于胶黏剂过少引起导热垫片易分 层，机械性能差，从图2本发明石墨烯复合导热垫片的截面图可以看出，石 墨烯片层沿着厚度方向排列，石墨烯复合导热垫片在厚度方向上具有高导热 性能。
36.在一个实施例中，石墨烯泡沫膜的导热系数大于等于50w/(m
·
k)，优选 大于等于100w/(m
·
k)，小于50则造成最终垫片的导热系数过低。
37.在一个实施例中，石墨烯泡沫膜，厚度为50
‑
1000μm，优选为300
‑
500μm， 厚度低于50μm，则强度较低，不利于制备；厚度高于1000μm，则浸渍胶黏 剂不易进入内部，内部结合较差，易分层。
38.在一个实施例中，石墨烯泡沫膜密度为0.10
‑
0.90g/cm3，优选为 0.20
‑
0.70g/cm3，密度低于0.10g/cm3，则石墨烯泡沫膜易碎裂；密度高于0.90 g/cm3，则孔隙较少，浸渍胶黏剂不能进入石墨烯泡沫内部。
39.在一个实施例中，石墨烯泡沫膜由石墨烯孔壁和孔隙构成，石墨烯为层 状结构，层与层之间存在一定的孔隙，石墨烯乱堆结构，则为各向同性材料， 最终的导热垫片定向导热效果较差。
40.优选地，石墨烯层状结构内部孔隙的平均孔径10
‑
100μm，优选为15
‑
50μm， 平均孔径低于10μm，则孔隙太小，影响胶黏剂进入；若大于100μm，则石墨 烯泡沫膜过于蓬松，力学性能较差，不利于垫片制备。
41.在一个实施例中，提供一种石墨烯复合导热垫片的制备方法，包括：
42.a)将石墨烯导热泡沫膜冲切成尺寸大小一致的片材，将其层层堆叠并放 入相应模具中，施压使膜与膜之间贴合紧密；
43.b)将粘接胶均匀涂覆于施压后的泡沫膜四周，使其完全包覆成块体；
44.c)待所述块体固化成型，并沿着层叠方向切割成片材，如图3所示；
45.d)将切割后的片材浸渍于浸渍胶后，取出，对其进行热压成型；
46.e)对成型后的片材进行边缘修剪，去除掉边缘的粘接胶黏剂区域，得到 石墨烯泡沫膜与胶黏剂复合制备的导热垫片，如图1和2所示。
47.在步骤b)中，粘接剂，主要分布于石墨烯泡沫膜块体表面，起到定型固 定作用，防止泡沫膜块体在切割工序时出现散架的现象，保证切割成型性；
48.粘接剂，可以列举环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树 脂、有机硅胶等；从粘接性、硬度、强度以及切割成型效果等角度考虑，优 选为环氧树脂；所述环氧树脂，粘度5000
‑
300000mpa
·
s，优选 10000
‑
250000mpa
·
s,粘度低于5000mpa
·
s，渗透性太好，容易渗进泡沫膜层间， 从而影响垫片的机械性能；高于300000mpa
·
s，则粘度太大，排泡能力差， 操作性差；
49.石墨烯泡沫膜层叠定型固化时，粘接胶黏剂可加热固化或常温固化，考 虑制备效率，可选用加热固化型环氧树脂，采用80℃加热固化；
50.在步骤c)中，切割方式无特殊限制，可以列举线切割、激光切割、超声 波切割、刀
片切割、冷冻切割等；切片的厚度无特殊要求，根据具体需要进 行切割，一般为常规使用厚度，如0.25
‑
5mm；
51.在步骤d)中，浸渍胶黏剂，可以列举环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、 聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅胶等；从可压缩性、压缩回弹性、硬度、填缝 效果等角度考虑，优选为有机硅胶；所述有机硅胶，优选液体有机硅胶；所 述液体有机硅胶，可以列举聚二甲基环硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、α,ω
‑
二羟 基聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、α,ω
‑
二羟基聚甲基(3,3,3
‑
三氟丙基) 硅氧烷、氰基硅氧基硅烷、α,ω
‑
二乙基聚二甲基硅氧烷等；
52.浸渍胶黏剂，粘度50
‑
1000mpa
·
s，优选100
‑
500mpa
·
s，粘度低于50mpa
·
s， 胶体的机械性能相对较差，从而影响垫片整体的机械性能；高于1000mpa
·
s， 则粘度太大，流动性差，不易浸渍，且容易导致垫片表面胶层过多，影响导 热性能；
53.热压成型，利用模具控制垫片厚度，并对其进行加热加压固化成型，施 加压力选择0.1
‑
2.0mpa，优选0.3
‑
1.5mpa，压力低于0.1mpa，则因压力过小， 无法达到垫片表面整平的效果；压力高于2.0mpa，则因压力过大，容易导致 垫片内部竖直方向的石墨烯片层被严重挤压变形，影响导热性能，且压力过 大也会将垫片挤压开裂；固化温度选择150℃以下，优选120℃以下,若高于 150℃，则因温度过高，固化反应过于激烈，产品易开裂。
54.本发明采用石墨烯泡沫膜与胶黏剂复合制备的导热垫片；利用粘接胶涂 覆于堆叠加压贴合后的泡沫膜块体周围，既能起到定型固定作用，防止切割 工艺时出现散架现象，又能避免大量粘接胶黏剂进入泡沫膜层与层之间，影 响整体导热性能；石墨烯泡沫膜中石墨烯片层沿着厚度方向竖直排列，使导 热垫片总体在厚度方向上具有较高的导热系数；热压成型时，大部分浸渍胶 黏剂被挤压分布于垫片表面，少量的胶黏剂在热压作用下分布于各层泡沫膜 内部及层间，起到一定的粘接固定作用，待固化后形成一个整体，提高了导 热垫片的机械性能，不易分层；由于热压工艺，垫片表面平整度得到提升， 且附有一层极薄的胶层，低应力的胶黏剂使得垫片柔软度得到提升，在实际 使用过程中，有助于提升垫片表面与基材的贴合度，降低界面热阻，提高了 整体的导热性能；垫片表面的胶层解决了表面掉粉、掉渣的现象，提高了垫 片的可靠性。
55.在以下具体实施例、对比例中的采用石墨烯泡沫膜与胶黏剂复合制备的 石墨烯复合导热垫片，为了体现对比效果，以下实施例切片的厚度取0.3mm、 1mm、2mm、3mm四个厚度；通过astm d5470测试导热垫片在40psi条件 下的导热系数、应用热阻。
56.实施例1：
57.本实施例中，石墨烯泡沫膜占比50wt.％，胶黏剂占比50wt.％；
58.石墨烯泡沫膜导热系数50w/(m
·
k)；
59.石墨烯泡沫膜厚度50μm，密度0.12g/cm3；
60.石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径10μm；
61.粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为5000mpa
·
s，固化温度为80℃；
62.浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为1000mpa
·
s；
63.热压工艺，压力0.1mpa，固化温度150℃；
64.经过测试，样品的导热系数为22w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表1：
65.表1
66.厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)
0.300.651.000.982.001.513.001.88
67.实施例2：
68.本实施例中，石墨烯泡沫膜占比95wt.％，胶黏剂占比5wt.％；
69.石墨烯泡沫膜导热系数400w/(m
·
k)；
70.石墨烯泡沫膜厚度1000μm，密度0.88g/cm3；
71.石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径100μm；
72.粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为300000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
73.浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为50mpa
·
s；
74.热压工艺，压力2.0mpa，固化温度常温；
75.经过测试，样品的导热系数为305w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表2：
76.表2
77.厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.071.000.102.000.133.000.16
78.实施例3：
79.本实施例中，石墨烯泡沫膜占比60wt.％，胶黏剂占比40wt.％；
80.石墨烯泡沫膜导热系数100w/(m
·
k)；
81.石墨烯泡沫膜厚度300μm，密度0.31g/cm3；
82.石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径20μm；
83.粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为10000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
84.浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为100mpa
·
s；
85.热压工艺，压力0.3mpa，固化温度80℃；
86.经过测试，样品的导热系数为55w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表3：
87.表3
88.厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.411.000.562.000.723.000.92
[0089] 实施例4：
[0090]
本实施例中，石墨烯泡沫膜占比90wt.％，胶黏剂占比10wt.％；
[0091]
石墨烯泡沫膜导热系数200w/(m
·
k)；
[0092]
石墨烯泡沫膜厚度400μm，密度0.22g/cm3；
[0093]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径30μm；
[0094]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为250000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0095]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为500mpa
·
s；
[0096]
热压工艺，压力1.5mpa，固化温度120℃；
[0097]
经过测试，样品的导热系数为160w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表4：
[0098]
表4
[0099]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.121.000.162.000.233.000.29
[0100]
实施例5：
[0101]
本实施例中，石墨烯泡沫膜占比85wt.％，胶黏剂占比15wt.％；
[0102]
石墨烯泡沫膜导热系数250w/(m
·
k)；
[0103]
石墨烯泡沫膜厚度500μm，密度0.39g/cm3；
[0104]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径50μm；
[0105]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为200000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0106]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为800mpa
·
s；
[0107]
热压工艺，压力0.5mpa，固化温度100℃；
[0108]
经过测试，样品的导热系数为205w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表5：
[0109]
表5
[0110]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.151.000.182.000.233.000.28
[0111]
实施例6：
[0112]
本实施例中，石墨烯泡沫膜占比70wt.％，胶黏剂占比30wt.％；
[0113]
石墨烯泡沫膜导热系数150w/(m
·
k)；
[0114]
石墨烯泡沫膜厚度350μm，密度0.50g/cm3；
[0115]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径70μm；
[0116]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为50000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0117]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为300mpa
·
s；
[0118]
热压工艺，压力1.0mpa，固化温度50℃；
[0119]
经过测试，样品的导热系数为93w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表6：
[0120]
表6
[0121]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.261.000.34
2.000.433.000.55
[0122]
实施例7：
[0123]
本实施例中，石墨烯泡沫膜占比80wt.％，胶黏剂占比20wt.％；
[0124]
石墨烯泡沫膜导热系数350w/(m
·
k)；
[0125]
石墨烯泡沫膜厚度600μm，密度0.75g/cm3；
[0126]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径60μm；
[0127]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为100000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0128]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为600mpa
·
s；
[0129]
热压工艺，压力1.2mpa，固化温度60℃；
[0130]
经过测试，样品的导热系数为235w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表7：
[0131]
表7
[0132]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.300.171.000.202.000253.000.28
[0133]
对比例1：
[0134]
本对比例中，石墨烯泡沫膜占比85wt.％，胶黏剂占比15wt.％；
[0135]
石墨烯泡沫膜导热系数250w/(m
·
k)；
[0136]
石墨烯泡沫膜厚度500μm，密度0.39g/cm3；
[0137]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径50μm；
[0138]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为200000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0139]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为800mpa
·
s；
[0140]
热压工艺，压力3.0mpa，固化温度100℃；
[0141]
由于本对比例中热压工艺时，压力过大，导致垫片出现开裂、分层现象， 无法成型。压压力低于0.1mpa，则因压力过小，无法达到垫片表面整平的效 果；压力高于2.0mpa，则因压力过大，容易导致垫片内部竖直方向的石墨烯 片层被严重挤压变形，影响导热性能，且压力过大也会将垫片挤压开裂。
[0142]
对比例2：
[0143]
本对比例中，石墨烯泡沫膜占比80wt.％，胶黏剂占比20wt.％；
[0144]
石墨烯泡沫膜导热系数350w/(m
·
k)；
[0145]
石墨烯泡沫膜厚度600μm，密度0.75g/cm3；
[0146]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径60μm；
[0147]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为100000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0148]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为600mpa
·
s；
[0149]
热压工艺，压力1.2mpa，固化温度200℃；
[0150]
由于本对比例中热压工艺时，温度过高，导致垫片出现开裂、分层现象， 无法成型。
[0151]
对比例3：
[0152]
本对比例中，石墨烯泡沫膜占比60wt.％，胶黏剂占比40wt.％；
[0153]
石墨烯泡沫膜导热系数100w/(m
·
k)；
[0154]
石墨烯泡沫膜厚度300μm，密度0.31g/cm3；
[0155]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径20μm；
[0156]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为10000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0157]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为3000mpa
·
s；
[0158]
热压工艺，压力0.3mpa，固化温度80℃；
[0159]
经过测试，样品的导热系数为41w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表8：
[0160]
表8
[0161]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.301.531.001.672.001.973.002.20
[0162]
由于本对比例中浸渍胶粘度过高，浸渍效果差，导致样品表面的浸渍胶 过大，表面胶层太厚，使得样品导热性能显著下降，应用热阻显著提升。
[0163]
对比例4：
[0164]
本对比例中，石墨烯泡沫膜占比30wt.％，胶黏剂占比70wt.％；
[0165]
石墨烯泡沫膜导热系数200w/(m
·
k)；
[0166]
石墨烯泡沫膜厚度400μm，密度0.22g/cm3；
[0167]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径30μm；
[0168]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为250000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0169]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为500mpa
·
s；
[0170]
热压工艺，压力1.5mpa，固化温度120℃；
[0171]
经过测试，样品的导热系数为48w/(m k)，不同厚度样品的应用热阻如 下表9：
[0172]
表9
[0173]
厚度(mm)应用热阻(k cm2/w)0.301.271.001.402.001.643.001.84
[0174] 由于本对比例采用的石墨烯泡沫膜占比过低，导致硅胶含量过高，使得 样品导热性能显著下降，应用热阻显著提升。
[0175]
对比例5：
[0176]
本对比例中，石墨烯泡沫膜占比97wt.％，胶黏剂占比3wt.％；
[0177]
石墨烯泡沫膜导热系数150w/(m
·
k)；
[0178]
石墨烯泡沫膜厚度350μm，密度0.50g/cm3；
[0179]
石墨烯泡沫膜内部孔隙平均孔径70μm；
[0180]
粘接胶黏剂为加热固化型环氧树脂，粘度为50000mpa
·
s，固化温度为 80℃；
[0181]
浸渍胶黏剂为液体硅胶，粘度为300mpa
·
s；
[0182]
热压工艺，压力1.0mpa，固化温度50℃；
[0183]
由于本对比例中胶黏剂量过少，导致垫片的力学性能较差，最终容易出 现开裂、分层现象，无法成型。
[0184]
本发明所述实施例中，采用的液体硅胶作为胶黏剂的代表，其他类型的 胶黏剂，同样适用。
[0185]
本发明使用胶黏剂仅在块体周围粘接固定的工艺，有利于减少整体垫片 中的胶含量，提高整体石墨烯占比，从而提高导热性能；热压成型工艺，有 利于提高垫片导热垫片的机械性能，保证成型性；垫片表面平整度较好，且 表面柔软，在实际使用过程中，有助于提升垫片表面与基材的贴合度，降低 界面热阻，提高了整体的导热性能；垫片表面的胶层解决表面掉粉、掉渣的 现象，提高了垫片的可靠性。
[0186]
以上依据本发明的实施例为启示的，相关人员可以在不偏离本发明的技 术思想范围内，进行多样化的变更及修改。本发明的技术性范围不局限于说 明书上的内容，必须根据权利要求范围来确定技术性范围。