一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法与流程

文档序号:12406214阅读:366来源:国知局

本发明涉及一种石墨烯连续成卷的方法,具体涉及一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法。



背景技术:

石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。石墨属于典型的层状结构,碳原子成层排列,每个碳与相邻的碳之间等距相连,每一层中的碳按六方环状排列,上下相邻层的碳六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构。由于其特殊结构,石墨具有耐高温性、导电性、导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性和抗热震性等,可以作为耐火材料、润滑材料、导电导热材料等应用于冶金、化工、机械、电子、原子能和国防等工业中。其导热性超过钢、铁、铅等金属材料。但导热系数随温度升高而降低,在极高的温度下,石墨还可以成绝热体。石墨膜材料因为具有超越金属材料的导热性能,还具有像有机塑料一样的可塑性,并且能涂敷在固体表面的特性,在诸如需要散热的电子显示产品和需要加热的电子元器件领域都得到了广泛的应用。

众所周知,目前石墨烯及石墨烯微片均在石墨炉或其他加高温工艺汽化其他元素留下碳元素而成,并且均是片料,片料由于受限于形状没法自动化生产,因此只能单个加工,材料损耗非常大,无法形成有经济效益的卷料。

石墨膜主要以片状形式生产,这给后期的模切加工带来了不便,特征是材料的实际利用率无法提高,片状的石墨膜在模切前需要将石墨膜一片接一片的贴于保护膜或静电膜上从而形成卷装结构,再加以切割。但目前主要存在的问题是,将片状石墨膜一片接一片的贴于保护膜或静电膜上时,片与片之间的距离无法控制,造成石墨膜片与片之间的距离不等,无法控制切割精度,容易出现废品,无形中提高了生产成本。



技术实现要素:

本发明针对上述问题提出了一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,提高了生产效率,与此同时,铜基石墨烯无间隙的贴合在保护膜上,直接切割即可使用,提高了精度,避免出现废品,减少了人工,降低了成本。

具体的技术方案如下:

一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,包括以下步骤:

(1)将相邻的生长有石墨烯的铜箔薄片利用导电胶连接,形成连续的铜箔薄片;

(2)将两个连续的铜箔薄片上设有石墨烯的一面相对设置,使其上的石墨烯继续生长,直至两个连续的铜箔薄片上的石墨烯相连;

(3)将两个连续的铜箔薄片再通过辊压压制形成铜基石墨烯卷材;

(4)通过压延机将铜基石墨烯卷材压合吸附在保护膜上,再卷曲成型即可。

上述一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,其中,所述保护膜的长度大于10m,铜基石墨烯卷材的长度大于10m,铜基石墨烯卷材贴合吸附在保护膜上卷曲形成卷状结构。

上述一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,其中,所述导电胶的制备方法为:

(1)按重量份数计将聚乙烯醇缩醛胶50-100份、环氧树脂5-10份、乙醇22-45份混合后在30-50℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为30-60r/min;

(2)按重量份数计继续加入氧化钙12-18份、氢氧化镁0.8-3.6份、邻苯二甲酸二丁酯1-8份、乙二醇缩甲醛8-14份、氢氧化铝15-25份在60-80℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为200-300r/min;

(3)将温度提升至120-180℃后,按重量份数计继续加入铜粉30-40份,搅拌20-30min后加入注塑机中注塑成长方体结构导电砖;

(4)将导电砖切割成薄片即可得到导电胶片,导电胶片的长度为4-18cm,宽度为0.5-1cm,厚度为0.06-0.12cm。

上述一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,其中,制作连续的铜箔薄片时,使相邻的两个铜箔薄片之间的间距为0.2-0.5cm,将导电胶片放置在相邻的两个铜箔薄片之间,导电胶片的长度方向与铜箔薄片的宽度方向相对应,使用热贴合机将导电胶片加热融化,从而将相邻的两个铜箔薄片加以固定。

本发明的有益效果为:

本发明将将两个连续的铜箔薄片上设有石墨烯的一面相对设置,使其上的石墨烯继续生长,直至两个连续的铜箔薄片上的石墨烯相连,避免了剥离了后处理步骤,既提高了散热性能,又节约了工序,降低了成本。

石墨烯作用性能极佳的散热材料,很好的起到了散热效果,实现了快速导热,与铜箔加以配合,进一步增加了散热性能,提升了经济价值,大幅提高了生产效率,降低了成本,应用范围广泛,可广泛用于设备降温。

本发明设置独特的导电胶和粘接剂,大幅提升了散热性能,同时具有一定的储热作用,进一步的增加了石墨烯复合膜的应用范围

本发明石墨烯卷料适合大量的及自动化生产,并能作更大更长尺寸,因此极大地提高了生产效率;

本发明将铜基石墨烯卷材和保护膜通过压延机压合成卷,通过膜切机即可精切切割,避免出现废品,减少了人工,降低了成本。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确,下面对本发明进行进一步描述,任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

实施例一

一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,包括以下步骤:

(1)将相邻的生长有石墨烯的铜箔薄片利用导电胶连接,形成连续的铜箔薄片;

(2)将两个连续的铜箔薄片上设有石墨烯的一面相对设置,使其上的石墨烯继续生长,直至两个连续的铜箔薄片上的石墨烯相连;

(3)将两个连续的铜箔薄片再通过辊压压制形成铜基石墨烯卷材;

(4)通过压延机将铜基石墨烯卷材压合吸附在保护膜上,再卷曲成型即可。

所述保护膜的长度为300m,铜基石墨烯卷材的长度为300m,铜基石墨烯卷材贴合吸附在保护膜上卷曲形成卷状结构。

所述导电胶的制备方法为:

(1)按重量份数计将聚乙烯醇缩醛胶80份、环氧树脂8份、乙醇32份混合后在40℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为45r/min,所述聚乙烯醇缩醛胶与环氧树脂的重量份数比为10:1;

(2)按重量份数计继续加入氧化钙15份、氢氧化镁1.7份、邻苯二甲酸二丁酯5份、乙二醇缩甲醛12份、氢氧化铝20份在70℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为250r/min;

(3)将温度提升至155℃后,按重量份数计继续加入铜粉35份,搅拌25min后加入注塑机中注塑成长方体结构导电砖;

(4)将导电砖切割成薄片即可得到导电胶片,导电胶片的长度为15cm,宽度为0.6cm,厚度为0.08cm。

在制作连续的铜箔薄片时,使相邻的两个铜箔薄片之间的间距为0.3cm,将导电胶片放置在相邻的两个铜箔薄片之间,导电胶片的长度方向与铜箔薄片的宽度方向相对应,使用热贴合机将导电胶片加热融化,从而将相邻的两个铜箔薄片加以固定。

实施例二

一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,包括以下步骤:

(1)将相邻的生长有石墨烯的铜箔薄片利用导电胶连接,形成连续的铜箔薄片;

(2)将两个连续的铜箔薄片上设有石墨烯的一面相对设置,使其上的石墨烯继续生长,直至两个连续的铜箔薄片上的石墨烯相连;

(3)将两个连续的铜箔薄片再通过辊压压制形成铜基石墨烯卷材;

(4)通过压延机将铜基石墨烯卷材压合吸附在保护膜上,再卷曲成型即可。

所述保护膜的长度为200m,铜基石墨烯卷材的长度为200m,铜基石墨烯卷材贴合吸附在保护膜上卷曲形成卷状结构。

所述导电胶的制备方法为:

(1)按重量份数计将聚乙烯醇缩醛胶50份、环氧树脂5份、乙醇22份混合后在30℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为30r/min,所述聚乙烯醇缩醛胶与环氧树脂的重量份数比为10:1;

(2)按重量份数计继续加入氧化钙12份、氢氧化镁0.8份、邻苯二甲酸二丁酯1份、乙二醇缩甲醛8份、氢氧化铝15份在60℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为200r/min;

(3)将温度提升至120℃后,按重量份数计继续加入铜粉30份,搅拌20min后加入注塑机中注塑成长方体结构导电砖;

(4)将导电砖切割成薄片即可得到导电胶片,导电胶片的长度为7cm,宽度为0.5cm,厚度为0.06cm。

在制作连续的铜箔薄片时,使相邻的两个铜箔薄片之间的间距为0.2cm,将导电胶片放置在相邻的两个铜箔薄片之间,导电胶片的长度方向与铜箔薄片的宽度方向相对应,使用热贴合机将导电胶片加热融化,从而将相邻的两个铜箔薄片加以固定。

实施例三

一种铜基石墨烯连续成卷的制备方法,包括以下步骤:

(1)将相邻的生长有石墨烯的铜箔薄片利用导电胶连接,形成连续的铜箔薄片;

(2)将两个连续的铜箔薄片上设有石墨烯的一面相对设置,使其上的石墨烯继续生长,直至两个连续的铜箔薄片上的石墨烯相连;

(3)将两个连续的铜箔薄片再通过辊压压制形成铜基石墨烯卷材;

(4)通过压延机将铜基石墨烯卷材压合吸附在保护膜上,再卷曲成型即可。

所述保护膜的长度为320m,铜基石墨烯卷材的长度为320m,铜基石墨烯卷材贴合吸附在保护膜上卷曲形成卷状结构。

所述导电胶的制备方法为:

(1)按重量份数计将聚乙烯醇缩醛胶100份、环氧树脂10份、乙醇45份混合后在50℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为60r/min,所述聚乙烯醇缩醛胶与环氧树脂的重量份数比为10:1;

(2)按重量份数计继续加入氧化钙18份、氢氧化镁3.6份、邻苯二甲酸二丁酯8份、乙二醇缩甲醛14份、氢氧化铝25份在80℃的温度下边搅拌边加热,搅拌速度为300r/min;

(3)将温度提升至180℃后,按重量份数计继续加入铜粉40份,搅拌30min后加入注塑机中注塑成长方体结构导电砖;

(4)将导电砖切割成薄片即可得到导电胶片,导电胶片的长度为14cm,宽度为0.6cm,厚度为0.07cm。

在制作连续的铜箔薄片时,使相邻的两个铜箔薄片之间的间距为0.4cm,将导电胶片放置在相邻的两个铜箔薄片之间,导电胶片的长度方向与铜箔薄片的宽度方向相对应,使用热贴合机将导电胶片加热融化,从而将相邻的两个铜箔薄片加以固定。

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