高導熱納米碳銅箔的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高導熱復合材料的制備方法，特別涉及一種高導熱納米碳銅箔的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著微電子集成技術的高速發(fā)展，電子元器件的尺寸、體積正在急劇縮小，由此帶來的散熱困難嚴重影響到了電子器件的精度和壽命，成為器件微型化的技術瓶頸，在很大程度上制約了集成技術的進一步發(fā)展。有資料顯示，溫度每升高2°C，電子器件的穩(wěn)定性降低約10% ;若達到50°C，那么其壽命僅為25°C時的17%左右。因此，對電子器件進行及時而高效的散熱是其可靠使用的關鍵。傳統(tǒng)導熱材料如金屬、無機陶瓷和金屬氧化物等，雖導熱性良好，但存在諸多缺陷，如單一使用金屬材料難以滿足絕緣性、化學穩(wěn)定性等要求；無機陶瓷則存在抗沖擊性能差、不易加工等問題。在科學技術和國民經(jīng)濟日益成長的當下，對導熱材料的功能多樣性也相應提出了更高的要求，如要求導熱材料具有輕質(zhì)、易加工成型、力學性能佳、耐化學腐蝕、電絕緣、低成本等優(yōu)良的綜合性能。傳統(tǒng)導熱材料因自身的局限性(主要表現(xiàn)在單一使用時)已經(jīng)無法滿足工業(yè)和科技的發(fā)展需求，如電子元器件所需的高導熱柔性聚合物界面材料，以及化工換熱器中具有卓越耐化學腐蝕的輕質(zhì)導熱聚合物材料等。
[0003]近期，導熱復合材料以其低成本、易加工、良好的力學及電絕緣性等優(yōu)勢而受到廣泛地關注，其應用更是囊括了諸如LED照明、太陽能、微電子、電氣電工、航空航天等領域，形成了一種逐步取代傳統(tǒng)導熱材料的趨勢。故而，高導熱復合材料及其制備方法成為目前研究熱點。
[0004]目前，高導熱復合材料以填充型為主，即將具有高導熱性填料粒子分散于高分子基體，形成具有優(yōu)異力學和導熱性能的復合材料，其導熱能力可用熱導率來衡量，數(shù)值越大表示材料的導熱性能越好。對于填充型復合材料而言，熱導率主要取決于高分子基體與導熱填料的本征散熱性能，以及填料的分散狀態(tài)，其中導熱填料在高分子基體中的分散性是影響材料導熱性的重要因素?；诩{米填料的催化效應，納米粒子更易在高分子基體內(nèi)部形成導熱通道，降低材料內(nèi)部的孔隙率；相同條件下，比微米粒子更能提高材料的熱導率和力學性能，且耐疲勞性更優(yōu)。然而，納米粒子的易團聚性會嚴重阻礙熱量的有效傳遞，故納米粒子的分散問題成為導熱復合材料制備方法中研究的難點。此外，當填料用量較少時，填料粒子之間是彼此孤立的，沒有相互接觸，體系的熱導率無法明顯提高；隨著填料含量的增加，粒子開始相互接觸，當超過形成導熱通道的臨界值時，熱量才能經(jīng)此通道進行快速擴散，材料的導熱能力才能顯著提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高導熱納米碳銅箔的制備方法，它包括以下工藝步驟: a)配置粘結(jié)劑:該粘結(jié)劑按重量百分比包括:5~40%樹脂和60~95%的極性溶劑，將樹脂倒入極性溶劑中并在室溫下攪拌0.5-2小時；
b)配置散熱漿料:該散熱漿料按重量百分比包括1~20%石墨烯、1~15%碳納米管、
1-20%碳化硅以、2~25%氮化硼，4~25%極性溶劑和5~20%的步驟a所制備的粘結(jié)劑，首先按上述重量百分比將石墨烯、碳納米管、碳化硅、氮化硼分別倒入裝有極性溶劑的容器中，在室溫下攪拌0.5-3小時，然后加入上述重量百分比的步驟a所制備的粘結(jié)劑中，繼續(xù)攪拌
2-8小時；
c)涂布及烘干處理:將步驟b制備的散熱漿料均勻涂布至銅箔表面，然后加熱烘干處理，即可獲得所需的高導熱納米碳銅箔。
[0006]本發(fā)明更進一步的技術特征是:
所述步驟a中的樹脂為聚偏氟乙烯或環(huán)氧樹脂或聚氨酯或聚丙烯酸酯。
[0007]所述步驟a和步驟b中的極性溶劑為N-甲基吡咯烷酮時，在所述步驟c的加熱烘干處理中，加熱溫度為85~95°C，加熱時間為2~10分鐘。
[0008]所述步驟a和步驟b中的極性溶劑為N，N-二甲基甲酰胺時，在所述步驟c的加熱烘干處理中，加熱溫度為75~85°C，加熱時間為2~10分鐘。
[0009]所述步驟a和步驟b中的極性溶劑為丙酮時，在所述步驟c的加熱烘干處理中，加熱溫度為45~55°C，加熱時間為2~10分鐘。
[0010]所述步驟a和步驟b中的極性溶劑為水時，在所述步驟c的加熱烘干處理中，加熱溫度為65~75°C，加熱時間為2~10分鐘。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
由于本發(fā)明粘結(jié)劑選用樹脂和極性溶劑，成膜機理為揮發(fā)成膜，期間無任何化學反應，使得成品的質(zhì)量更加穩(wěn)定；另外，漿料配置使高導熱填料在高分子基體中的分散更加均勻，實現(xiàn)了高導熱納米填料在粘結(jié)劑體系中的優(yōu)異分散；另外涂布采用光輥涂布工藝，將散熱漿料轉(zhuǎn)移至銅箔表面從而完成涂布，通過調(diào)整上膠輥和涂布輥的間隙即可控制涂布量，涂布效果較好、涂層厚度靈活可控、涂布精度高。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
一種高導熱納米碳銅箔的制備方法，它包括以下工藝步驟:
a)配置粘結(jié)劑:按重量百分比將5%聚偏氟乙烯倒入95%的N-甲基吡咯烷酮中，并在室溫下攪拌0.5-2小時；
b)配置散熱漿料:按重量百分將1%石墨烯、15%碳納米管、20%碳化硅以、20%氮化硼倒入25%N-甲基吡咯烷酮中，在室溫下攪拌0.5-3小時，然后加入19%的步驟a所制備的粘結(jié)劑中，繼續(xù)攪拌2~8小時；
c)涂布及烘干處理:將步驟b制備的散熱漿料用光輥涂布工藝均勻涂布至銅箔表面，然后加熱烘干處理，加熱溫度為85~95°C，加熱時間為2~10分鐘，即可獲得所需的高導熱納米碳銅箔。
[0013]
實施例2: 一種高導熱納米碳銅箔的制備方法，它包括以下工藝步驟:
a)配置粘結(jié)劑:按重量百分比將40%環(huán)氧樹脂倒入60%的N，N-二甲基甲酰胺中，并在室溫下攪拌0.5-2小時；
b)配置散熱漿料:按重量百分將15%石墨烯、14%碳納米管、1%碳化硅以、25%氮化硼倒入25%N，N- 二甲基甲酰胺中，在室溫下攪拌0.5-3小時，然后加入20%的步驟a所制備的粘結(jié)劑中，繼續(xù)攪拌2~8小時；
c)涂布及烘干處理:將步驟b制備的散熱漿料用光輥涂布工藝均勻涂布至銅箔表面，然后加熱烘干處理，加熱溫度為75~85°C，加熱時間為2~10分鐘，即可獲得所需的高導熱納米碳銅箔。
[0014]
實施例3:
一種高導熱納米碳銅箔的制備方法，它包括以下工藝步驟:
a)配置粘結(jié)劑:按重量百分比將30%聚氨酯倒入70%的丙酮中，并