一种复合石墨烯扩热膜的制作方法

本发明属于石墨烯，尤其涉及一种复合石墨烯扩热膜。

背景技术：

1、宏观石墨烯膜采用氧化石墨烯为原料，经过涂布成膜、预还原、石墨化、压延等工序制备而成。具有高导热、高导电、高柔韧性、质轻、抗折叠等优质性能，可作扩热装置应用于移动智能设备等消费电子产品。

2、受限于石墨烯膜的加工工艺方法，其厚度一般不超过100μm，热通量有限，难以应用于高热耗器件及产品的扩热散热场景，且石墨烯膜结构强度有限，通常只能依附于结构件，无法单独承担结构、扩热功能。

技术实现思路

1、为克服现有技术中的不足，本发明提出了一种复合石墨烯扩热膜，通过多层石墨烯膜复合的形式，突破了现有石墨烯扩热膜在尺寸及厚度上的限制，同时通过表面封装的形式，提升复合膜材的结构强度，使得复合石墨烯扩热膜可应用于高热耗、大尺寸的散热设备或其他对结构强度具有一定要求的场景。

2、本发明的复合石墨烯扩热膜，包括横向排布石墨烯层、纵向排布石墨烯层、聚酰亚胺层和粘接胶层；横向排布石墨烯层、纵向排布石墨烯层交替铺层，上下表面封装聚酰亚胺封装层，各层结构通过粘接胶层实现复合。

3、进一步地，所述聚酰亚胺层包括聚酰亚胺薄膜和玻璃纤维，两层聚酰亚胺薄膜胶接在一起，两层聚酰亚胺薄膜之间横纵交叉排布玻璃纤维。

4、进一步地，所述聚酰亚胺层尺寸略大于石墨烯层，通过包边的形式对石墨烯层进行保护。

5、将电子设备安装在散热冷板内表面上，复合石墨烯扩热膜贴敷于散热冷板外表面，提升冷板传热扩热性能，将热量扩展开后对外散热，散热冷板固定在结构骨架上。

6、或者将石墨烯扩热膜绷紧固定在结构骨架上，电子设备安装固定在复合石墨烯扩热膜上，实现热量扩展后对外散热。

7、或者将冷源处冷板与热源处冷板通过铰链连接，电子设备安装在热源处冷板上，复合石墨烯扩热膜贴敷于冷源处冷板与热源处冷板下表面，对于热源与冷源之间存在相对转动的结构，复合石墨烯扩热膜的作为柔性传热结构，实现热量向冷源的传导，发热电子设备与散热面之间存在相对转动。

8、本发明的有益效果在于

9、1、有利于降低大尺寸石墨烯膜生产成本。通过交叉铺层的方式，可利用薄石墨烯卷材复合成大尺寸、较高厚度、热量连续的复合石墨烯膜。

10、2、有利于提升石墨烯散热膜的结构强度。通过表面封装，提升石墨烯复合膜的结构强度，同时石墨膜仍具备柔性，可进行随形设计，应用场景广泛。

11、3、有利于提升扩热膜的热扩展效果。相较传统扩热材料，复合石墨烯膜可实现更高的导热系数、高热通量，提升扩热膜的热扩展效果。

12、4、有利于大幅降低散热、扩热设备重量，实现轻量化。复合石墨烯膜密度明显低于铝、铜等高导热金属或热管板，且其具备更高的导热系数，散热面利用率高，得到的散热器重量较传统散热器大幅降低。

技术特征：

1.一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：包括横向排布石墨烯层、纵向排布石墨烯层、聚酰亚胺层和粘接胶层；横向排布石墨烯层、纵向排布石墨烯层交替铺层，上下表面封装聚酰亚胺封装层，各层结构通过粘接胶层实现复合。

2.根据权利要求1所述的一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：所述聚酰亚胺层包括聚酰亚胺薄膜和玻璃纤维，两层聚酰亚胺薄膜胶接在一起，两层聚酰亚胺薄膜之间横纵交叉排布玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：所述聚酰亚胺层尺寸略大于石墨烯层，通过包边的形式对石墨烯层进行保护。

4.根据权利要求1所述的一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：将电子设备安装在散热冷板内表面上，复合石墨烯扩热膜贴敷于散热冷板外表面，提升冷板传热扩热性能，将热量扩展开后对外散热，散热冷板固定在结构骨架上。

5.根据权利要求1所述的一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：将石墨烯扩热膜绷紧固定在结构骨架上，电子设备安装固定在复合石墨烯扩热膜上，实现热量扩展后对外散热。

6.根据权利要求1所述的一种复合石墨烯扩热膜，其特征在于：冷源处冷板与热源处冷板通过铰链连接，电子设备安装在热源处冷板上，复合石墨烯扩热膜贴敷于冷源处冷板与热源处冷板下表面，对于热源与冷源之间存在相对转动的结构，复合石墨烯扩热膜的作为柔性传热结构，实现热量向冷源的传导，发热电子设备与散热面之间存在相对转动。

技术总结
宏观石墨烯膜采用氧化石墨烯为原料，经过涂布成膜、预还原、石墨化、压延等工序制备而成。具有高导热、高导电、高柔韧性、质轻、抗折叠等优质性能，可作扩热装置应用于移动智能设备等消费电子产品。本发明提出了一种复合石墨烯扩热膜，通过多层石墨烯膜复合的形式，突破了现有石墨烯扩热膜在尺寸及厚度上的限制，同时通过表面封装的形式，提升复合膜材的结构强度，使得复合石墨烯扩热膜可应用于高热耗、大尺寸的散热设备或其他对结构强度具有一定要求的场景。

技术研发人员：张玉声,钱吉裕,魏涛,尚修宇
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16