一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料的制作方法

1.本发明涉及一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料


背景技术：

2.石墨烯因sp2电子轨道杂化形成特殊的六元环蜂窝二维网状结构，使其具有极高的电子迁移率，具有优异的导热性，也具有较高的透光性和机械强度，在新能源行业、电子信息行业、生物医药行业、复合材料行业、节能环保行业，石墨烯都具有广泛的应用。
3.石墨烯浆料应用于电子装置的散热结构中，是未来石墨烯的一个主要的应用领域，如手机零部件的散热设计中，通过石墨烯浆料可以显著的提升手机在游戏状态下的散热能力。
4.目前的石墨烯浆料的制备，一般是采用粉体扩散以及破碎重组的方式制备而成，在使用该种方式的制备中，往往不能保证石墨烯分泌扩散的均匀性，且在电子装置中使用时，往往最好的状态是，在石墨烯粉末的外圈熔融均匀的环氧树脂，以此提升石墨烯浆料的耐磨性能，但现有浆料的制备中，并未涉及石墨烯浆料的强度、耐磨型研究。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供了一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料。
6.一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，包括以下组分：
7.陶瓷粉末25-35份；
8.石墨烯100-180份；
9.金属粉末50-60份；
10.环氧树脂粉末50-60份；
11.活化剂2-5份；
12.分散剂2-5份；
13.其中各组分之间通过以下步骤进行混合：
14.1)对可膨胀石墨进行施压，在真空的保护下，进行微波膨化处理，并制备出干燥的微纳米石墨片；
15.2)将微纳米石墨片进行破碎，破碎完成后，在分散介质中进行充分浸泡，投入一定量的陶瓷粉末，并经过超声发散制备出浆状物；
16.3)对浆状物进行烘干，烘干完成后，进行均匀破碎，得到粒度在5μm以下的石墨微粉；
17.4)将石墨微粉与金属粉末、环氧树脂粉末进行混合，混合完成后，通入雾化水，并设置温度为300-350摄氏度，在该温度下对粉末混合物进行均匀化处理，并最终得到石墨烯浆料。
18.进一步的，步骤1)中，充入氮气或是氩气，以获得真空保护。
19.进一步的，步骤1)中，微波膨化处理的时间为30-50s。
20.进一步的，步骤3)中，通过球磨装置进行均匀破碎，得到粒度在5μm 以下的石墨微粉。
21.进一步的，步骤3)中，添加助磨剂，研磨的时间为1-2h，研磨时的温度控制为40-60℃。
22.进一步的，还包括对石墨烯的改性，改性的步骤包括以下：
23.按重量份数计将石墨烯粉末5-15份、n-甲基吡咯烷酮50-65份、2、4-甲苯二异氰酸酯10-16份、聚苯乙烯1-5份、环氧树脂3-15混合搅拌后，水浴加热至80-100℃条件下反应6-8h，得到改性石墨烯。
24.有益效果：
25.本发明将高倍率可膨胀石墨膨化后辗轧成纸以增加其单位体积密度后再进行后续制备，剥离更充分；通过高温膨化及物气分离，可以去除其中的废气及杂质，提高石墨烯浆料的质量。
26.本发明的制备方法中，通过多次的烘干、破碎和重组，从而获得更均匀的石墨烯浆料，其中陶瓷粉末与金属粉末可以提升石墨烯浆料的强度，再通过环氧树脂的添加，可以提升石墨烯浆料在使用时候的耐磨性能。
具体实施方式
27.为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，
28.实施示例：1、一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，包括以下组分：
29.陶瓷粉末25-35份；
30.石墨烯100-180份；
31.金属粉末50-60份；
32.环氧树脂粉末50-60份；
33.活化剂2-5份；
34.分散剂2-5份；
35.其中各组分之间通过以下步骤进行混合：
36.1)对可膨胀石墨进行施压，在真空的保护下，进行微波膨化处理30s，并制备出干燥的微纳米石墨片；
37.2)将微纳米石墨片进行破碎，破碎完成后，在分散介质中进行充分浸泡，投入一定量的陶瓷粉末，并经过超声发散制备出浆状物；
38.3)对浆状物进行烘干，烘干完成后，通过球磨装置进行均匀破碎进行均匀破碎，添加助磨剂，研磨的时间为1-2h，研磨时的温度控制为40-60℃，得到粒度在5μm以下的石墨微粉；
39.4)将石墨微粉与金属粉末、环氧树脂粉末进行混合，混合完成后，通入雾化水，并设置温度为300-350摄氏度，在该温度下对粉末混合物进行均匀化处理，并最终得到石墨烯
浆料。
40.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
41.本发明中应用了具体案例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，包括以下组分：其中各组分之间通过以下步骤进行混合：1)对可膨胀石墨进行施压，在真空的保护下，进行微波膨化处理，并制备出干燥的微纳米石墨片；2)将微纳米石墨片进行破碎，破碎完成后，在分散介质中进行充分浸泡，投入一定量的陶瓷粉末，并经过超声发散制备出浆状物；3)对浆状物进行烘干，烘干完成后，进行均匀破碎，得到粒度在5μm以下的石墨微粉；4)将石墨微粉与金属粉末、环氧树脂粉末进行混合，混合完成后，通入雾化水，并设置温度为300-350摄氏度，在该温度下对粉末混合物进行均匀化处理，并最终得到石墨烯浆料。2.根据权利要求1所述的一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，步骤1)中，充入氮气或是氩气，以获得真空保护。3.根据权利要求1所述的一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，步骤1)中，微波膨化处理的时间为30-50s。4.根据权利要求1所述的一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，步骤3)中，通过球磨装置进行均匀破碎，得到粒度在5μm以下的石墨微粉。5.根据权利要求1所述的一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，步骤3)中，添加助磨剂，研磨的时间为1-2h，研磨时的温度控制为40-60℃。6.根据权利要求1所述的一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，其特征在于，还包括对石墨烯的改性，改性的步骤包括以下：按重量份数计将石墨烯粉末5-15份、n-甲基吡咯烷酮50-65份、2、4-甲苯二异氰酸酯10-16份、聚苯乙烯1-5份、环氧树脂3-15混合搅拌后，水浴加热至80-100℃条件下反应6-8h，得到改性石墨烯。

技术总结
本发明公开了一种应用于电子装置散热结构的石墨烯浆料，包括以下组分：陶瓷粉末25-35份；石墨烯100-180份；金属粉末50-60份；环氧树脂粉末50-60份；活化剂2-5份；分散剂2-5份；其中各组分之间通过以下步骤进行混合：1)对可膨胀石墨进行施压，在真空的保护下，进行微波膨化处理，并制备出干燥的微纳米石墨片；2)将微纳米石墨片进行破碎，破碎完成后，在分散介质中进行充分浸泡，经过超声发散制备出浆状物；3)对浆状物进行烘干，烘干完成后，进行均匀破碎，得到石墨微粉；4)将石墨微粉与金属粉末、环氧树脂粉末进行混合，并最终得到石墨烯浆料。4)将石墨微粉与溶剂混合，搅拌均匀，然后利用高速剪切机进行处理，再利用超声处理，得到石墨烯浆料。墨烯浆料。


技术研发人员：杨云胜 郭颢 束国法 蒋伟良 陈玲 陶勇
受保护的技术使用者：安徽碳华新材料科技有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/5/17