本发明涉及电子和光电封装领域，更具体地说，涉及一种还原氧化石墨烯聚合物散热片。
背景技术：
微电子、光电子等芯片的集成密度越高，工作速度越快，性能越好，成本越低。提高集成度是微电子、光电子产业的一个基本发展规律。目前MOS管的沟道长度已减小到14纳米，而单位芯片面积的散热也急剧增加，成为芯片集成度进一步提高的主要障碍。而目前的散热材料主要依赖金属和陶瓷，导热性能不能满足高集成度芯片的要求，迫切需要散热管理系统上的重大突破。另一方面，随着可穿戴设备，物联网等行业的快速发展，要求信息的获取、处理和传播系统更轻薄，成本更低，可弯曲甚至折叠。
因此散热更好，更轻薄、更易加工，成本更低的散热材料成为发展的瓶颈和重点，聚合物材料具有低密度、低成本，可采用注塑等低成本、大批量方法加工等优点，能够满足上述轻薄和低成本的需求，但散热特性比金属和陶瓷有很大的差距。
现有技术中，将石墨烯涂覆在金属、工程塑料等材料表面以增强其散热特性，但直接将石墨烯在聚合物材料上进行喷涂，粘附性和粘附耐久性都较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低成本、易加工，而且石墨烯涂层的附着更牢固、生产效率更高的还原氧化石墨烯聚合物散热片。
本发明的技术方案如下：
一种还原氧化石墨烯聚合物散热片，包括一聚合物结构体和附着在聚合物结构体上的一石墨烯涂层，先在聚合物结构体上涂布氧化石墨烯涂层，再经过还原反应，将氧化石墨烯涂层还原得到石墨烯涂层。
作为优选，聚合物结构体的构成材料包括工程塑料、树脂、尼龙中的一种或多种复合。
作为优选，通过发泡改变聚合物结构体的微观结构。
作为优选，涂布氧化石墨烯涂层的方法包括热喷涂法、提拉法，或者交替使用热喷涂法与提拉法。
作为优选，还原反应的反应温度低于聚合物结构体的热变形温度，用于还原反应的还原剂不腐蚀聚合物结构体。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的还原氧化石墨烯聚合物散热片，采用先涂布氧化石墨烯涂料，再进行还原的方法制备石墨烯涂层，利用了氧化石墨烯特殊的分子结构，更利于在涂料中分散，有更牢固的粘附力，便于在聚合物散热片表面形成牢固、均匀、致密的涂层，再通过还原氧化石墨烯获得导热特性较佳的石墨烯涂层。同时大规模制造氧化石墨烯的成本更低，使制备的散热片具有更高的性能价格比。本发明使用寿命更长，与传统的金属或陶瓷散热片相比，更轻薄、易加工，而且成本更低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明为了解决现有技术中，金属、陶瓷散热片所存在的不足，提供一种还原氧化石墨烯聚合物散热片，包括一聚合物结构体和附着在聚合物结构体上的一石墨烯涂层。聚合物结构体的材料包括工程塑料、树脂、尼龙等聚合物中的一种或多种，通过注塑等低成本加工方法制造，并通过发泡等方法改变聚合物结构体的微观结构。本实施例中，聚合物结构体选用工程塑料，通过注塑加工成叶片状散热片结构。
石墨烯涂层是先在聚合物结构体上涂布氧化石墨烯涂层，再通过还原反应得到，能够使石墨烯涂层与聚合物结构体之间具有更高的粘附性与耐久性。而且本发明使用寿命更长。聚合物材料具有低密度、低成本、可采用注塑等低成本、大批量方法加工等优点，使本发明能够满足轻薄和低成本的需求，同时仍能保持高效的散热性能，散热性能并不比金属、陶瓷散热片差。
本发明先在聚合物结构体上涂布氧化石墨烯涂层，再经过还原反应，将氧化石墨烯涂层还原得到石墨烯涂层。为了防止在生产过程中，对聚合物结构体产生负面作用，还原反应的反应温度要求低于聚合物结构体的热变形温度，用于还原反应的还原剂不腐蚀聚合物结构体。
本实施例中，用于涂布形成氧化石墨烯涂层的氧化石墨烯涂料的制备方法为：将氧化石墨烯粉末溶解在PVA与去离子水的混合液中，形成氧化石墨烯涂料。具体如下：
氧化石墨烯粉末以改良Hummers法制备：首先选取具有结晶度高的鳞片石墨作为原料，利用强酸除去金属杂质，再通过高温处理，将其他杂质形成气态挥发出来，得到高纯度的石墨。最后，利用气流粉碎机进行颗粒的破碎，获得石墨粉。
在冰水浴中装配好500ml的反应瓶，将10克上述石墨粉和10克硝酸钠和500ml浓硫酸混合均匀，搅拌下加入50克高氯酸钾，均匀后分数次加入30克高锰酸钾，搅拌24小时。撤去冰浴，搅拌下缓慢加入400ml去离子水，温度升高到96℃，搅拌30min，加入50ml双氧水，使溶液变成黄色。8000rpm20min离心后，用4％盐酸和去离子水洗涤使PH值为7。真空过滤、干燥后获得氧化石墨烯粉末，
氧化石墨烯涂料的制备：将获得的氧化石墨烯粉末溶解在体积比PVA：去离子水＝5：7的混合液中形成氧化石墨烯涂料，氧化石墨烯的浓度为12％。
将氧化石墨烯涂料通过多次喷涂的方法附着聚合物结构体的表面，形成氧化石墨烯涂层覆盖的散热片。喷涂氧化石墨烯涂层包括热喷涂法或提拉法，或者交替使用热喷涂法与提拉法。
为了实现还原反应不对聚合物结构体产生负面作用，本实施例中，采用氢气作为还原剂，在无氧环境中通过加热还原氧化石墨烯。具体为：
将喷涂氧化石墨烯涂层聚合物结构体置于5％浓度的氢气氛围中加热至180℃，保持24小时，其中，氢气的稀释气体为氮气。通过这一还原反应，氧化石墨烯涂层被还原成石墨烯涂层。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。