酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、乙基纤维素、氰乙基纤维素、氰乙基聚乙烯醇、羧甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂以及硅酮树脂的任一个或其组合。
[0031]此外，填充剂25本身具有导热性的固态粒子、粉末、薄片或细丝，主要作用是增加表面改质的石墨烯奈米片21的整体接触效应以增加热传导效率。因为表面改质的石墨烯奈米片21本质上是平面薄片状，在不包含填充剂25下，则如果每个表面改质的石墨烯奈米片21是以平面相互接触，当然接触面积最大且热传导最好，但是在均匀分散于载体树脂23中时，表面改质的石墨烯奈米片21在不同位置上会有不同的姿态，因此相邻的不同表面改质的石墨烯奈米片21除了以平面接触外，还会以边缘或角落相互接触，使得接触面积减小，降低热传效率，因热传效率是与传导面积成正比。因此，在使用填充剂25时，填充剂25可接触到部分表面改质的石墨烯奈米片21，提供额外的接触面积，用以增加热传导。
[0032]尤其是，基于上述作用，填充剂的粒径与石墨烯奈米片厚度的比值是较佳的介于2-100之间。
[0033]填充剂25可较佳的选自金属粒子、陶瓷粒子、石墨、奈米碳管或碳黑的任一个或其组合，其中金属粒子选自金、银、铜、镍、钛及铝的至少其中之一，而陶瓷粒子选自氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化铝及氧化硅的任一个或其组合。
[0034]整体而言，上述本发明石墨烯散热结构的平面热传导值可达到大于400W/mK，而具有导电特性的石墨烯散热层20具有小于lOOohm/sq的片电阻。因此，本发明同时具有优异的导热性及导电性。
[0035]为进一步显示本发明石墨烯散热结构的具体功效以使得熟悉本领域的技术人员能更加清楚了解整体的操作方式，下文中将以示范性实例详细说明实际的操作方式。
[0036][实验示例I]
[0037]配方内容包含当作载体树脂的聚氨脂为48wt%，当作填充剂的导电碳黑为40wt%,而表面改质奈米石墨烯片为12wt%,同时利用招箱基材当作基材用。
[0038]首先，依据上述配方比例进行预混合；而后用乳化机以转速SOOOrpm，经过48小时均匀混合后，可得到包含石墨烯散热层的浆料；接着，以刮刀法方式将包含石墨烯散热层的浆料涂于铝箔基材上；进行70度烘箱或热板的加热烘烤处理，以去除所有液体并使浆料固化，形成所需的石墨烯散热结构。
[0039]将上述的石墨烯散热结构接触75度的热源，经10分钟达到热平衡之后，利用红外线感温枪以侦测石墨烯散热结构的表面温度，结果为65.6度，较热源的原本面温度已下降
9.4度，再对比未涂石墨烯散热层的铝箔基材，其温度为69.4度，只降低5.6度。
[0040][实验示例2]
[0041]所使用的配方如同实验示例1，其中聚氨脂为48wt%，导电碳黑为40wt%，而表面改质奈米石墨烯片为12wt%，同时利用铜箔基材当作基材用。
[0042]按上述配方比例进行预混合，而后再用乳化机以转速SOOOrpm，经过48小时均匀混合后，可得到石墨烯散热层的浆料。接着，以刮刀法方式将其石墨烯散热层的浆料涂于铜箔基材上，再将此石墨烯散热结构放置于70度的烘箱或热板，待其石墨烯散热层的浆料固化后，得到此石墨烯散热结构。
[0043]进一步，将石墨烯散热结构接触75度的热源，待10分钟达到热平衡之后，利用红外线感温枪侦测石墨烯散热结构的表面温度，为62.7度，较原本热板表面温度下降12.3度，再对比未涂石墨烯散热层的铜箔基材，其温度为66.4度，只下降8.6度。
[0044][实验示例3]
[0045]配方内容包含当作载体树脂的聚氨脂为30.5wt%,当作填充剂的导电碳黑为53wt%,而表面改质奈米石墨烯片为16.5wt%,同时利用招质散热鳍片当作基材用ο
[0046]按上述配方比例进行预混合，而后再用乳化机以转速SOOOrpm，经过48小时均匀混合后，可得到石墨烯散热层的浆料。接着，以刮刀法方式将其石墨烯散热层的浆料涂于铝质散热鳍片上，再将此石墨烯散热结构放置于70度的烘箱或热板，待其石墨烯散热层的浆料固化后，得到此石墨烯散热结构。
[0047]进一步，将石墨烯散热结构接触75度的热源，待10分钟达到热平衡之后，利用红外线感温枪侦测石墨烯散热结构的表面温度，为67.9度，较原本热板表面温度下降7.1度。
[0048]从实验示例1、2、3的实验结果中，显而易见的是本发明的石墨烯散热结构能改善散热效率，因而确实具有产业利用性。
[0049]综上所述，本发明的主要特点在于表面改质的石墨稀奈米片可提闻石墨稀在载体树脂中的分散性以及亲和性，而且石墨烯奈米片相互之间是透过填充剂而相互接触连接，使得本发明石墨烯散热结构的基材可将接收来自热源的热量以热传方式传送至石墨烯散热层，并由石墨烯散热层以热传导或热辐射的方式逸散至外部，达成加强散热效率，因而非常适用于需要散热的电气装置或组件。
[0050]以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。
【主权项】
1.一种石墨烯散热结构，其特征在于，该石墨烯散热结构包括: 一基材，具有至少包含一第一表面及一第二表面的多个表面，且该第一表面接触至少一热源；以及 一石墨烯散热层，具有导电特性，设置于该基材的第二表面上，并包含多个表面改质的石墨烯奈米片、一载体树脂以及一填充剂，且所述表面改质的石墨烯奈米片是均匀分散于该载体树脂中，而所述石墨烯奈米片之间是透过该填充剂而相互接触连接， 其中，该填充剂的粒径与所述石墨烯奈米片的厚度的比值是介于2-100之间，且该表面改质的石墨烯奈米片占该石墨烯散热层的重量百分比为0.l_20wt%之间，该填充剂的重量百分比为20_80wt%之间，而该载体树脂的重量百分比为10_50wt%之间。2.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该石墨烯散热层的厚度小于50umo3.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该石墨烯散热层具有小于100hm/sq的片电阻。4.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该基材是选自金属或石墨，且该金属选自铝、铜、钛以及镍的任一个或其合金。5.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该表面改质的石墨烯奈米片至少包含一表面改质层，形成于该奈米石墨片结构的表面，且该表面改质层包含至少一官能基，而该官能基选自乙稀基、脂肪环氧烧基、苯乙稀基、甲基丙稀酷氧基、丙稀酷氧基、月旨肪基胺基、氣丙烧基、脂肪基氢!硫基、脂肪基硫尚子基、异氰1酸基、脂肪基尿素基、脂肪基竣基、脂肪基羟基、环己烷基、苯基、脂肪基甲酰基、乙酰基及苯甲酰基的其中之一。6.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该载体树脂是选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙烯酯、聚氨酯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四甘醇二丙烯酸酯、聚酰亚胺、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、乙基纤维素、氰乙基纤维素、氰乙基聚乙烯醇、羧甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂以及硅酮树脂的任一个或其组合。7.根据权利要求1所述的石墨烯散热结构，其特征在于，该填充剂是选自金属粒子、陶瓷粒子、石墨、奈米碳管或碳黑的任一个或其组合，且该金属粒子选自金、银、铜、镍、钛及铝的至少其中之一，该陶瓷粒子选自氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、氧化铝及氧化硅的任一个或其组合。
【专利摘要】本发明涉及一种石墨烯散热结构，包括基材及石墨烯散热层，其中基材具有至少两个表面，其中至少一表面接触至少一热源，而在不与热源接触的另一表面上，设置具有导电特性的石墨烯散热层，且石墨烯散热层包含多个表面改质的石墨烯奈米片、载体树脂以及填充剂。表面改质的石墨烯奈米片是均匀分散于载体树脂中，且所述石墨烯奈米片之间可透过填充剂而相互接触连接，以形成导热网络，且填充剂的粒径与石墨烯奈米片厚度的比值介于2-100之间。因此，本发明的基材可将接收来自热源的热量，经石墨烯散热层以传导或辐射方式逸散至外部，达到散热效果。
【IPC分类】B32B9/04, B32B15/08, B32B9/00, C09K5/14
【公开号】CN105015094
【申请号】CN201410214853
【发明人】吴以舜, 谢承佑, 陈静茹, 谢淑玲, 黎冠廷
【申请人】安炬科技股份有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年5月21日
【公告号】US20150313041