CN107473212A - 一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法 - Google Patents

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吴攀
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    • B29C39/14—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of indefinite length
    • B29C39/18—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of indefinite length incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K2079/08—PI, i.e. polyimides or derivatives thereof

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Abstract

一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法,包括以下步骤：将天然石墨卷材沿着输送带传输，PI膜熔融形成熔融流体，将熔融流体以流延涂布法均匀涂布在天然石墨卷材表面；涂布有熔融流体的天然石墨卷材经过烘烤炉，该烘烤炉的温度保持在290‑320℃，在烘烤炉内被亚胺化，熔融流体固化在天然石墨卷材上使得熔融流体与天然石墨卷材形成一体，从烘烤炉出来的卷材为包含了天然石墨和PI膜材料的混合卷材；再将混合卷材进行碳化和石墨化处理，冷却即得到由包含天然石墨和合成石墨固化成一体的混合卷材。本发明导热系数高，耐热性高，成本较低。

Description

一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法
技术领域
本发明属于石墨材料技术领域，具体地说是一种人工合成石墨和天然石墨混合在一起制成的混合卷材的合成方法。
背景技术
目前，各类型的电子终端，如笔记本电脑、平板电脑、智能手机等，这些设备的功能越来越强大，运算速度越来越快，越来越轻薄，从而使得散热成为一个难以回避的问题，由于产品整体上来越来轻薄，因此其产生的热量或者发热点也越来越集中。
人工石墨膜导热材料，因其特有的低密度和高导热系数成为现代电子类产品解决散热导热技术的首先材料。但是，由于受到生产工艺的影响，人工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，特别是材料的实际利用率无法提高。片状的人工石墨膜在模切前需要将石墨膜一片接一片的贴于底模上形成卷状结构。卷状的石墨膜通过模切机切割成成品。
天然石墨价格较低，但是导热系数较差。合成石墨导热系数较高，但是价格较高。为了折中处理，并且能够应用在某些场合，需要有一种价格和导热系数都适中的石墨卷材。现有的处理方式是在天然石墨片上通过双面胶粘胶合成石墨片。此结构的石墨片虽然价格较之合成石墨低，导热性较高于天然石墨片，但是在实际使用过程中发现，由于双面胶的耐温性有限，因此一旦遇到较高温度则会使得双面熔化，失去作用，即整体的耐热性较差。另外，双面胶具有一定的厚度，使得该种结构形式的石墨片的厚度较大，难以在较薄的产品中应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法，导热系数高，耐热性高，成本较低。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法,包括以下步骤：
将天然石墨卷材沿着输送带传输，PI膜熔融形成熔融流体，将熔融流体以流延涂布法均匀涂布在天然石墨卷材表面；
涂布有熔融流体的天然石墨卷材经过烘烤炉，该烘烤炉的温度保持在290-320℃，在烘烤炉内被亚胺化，熔融流体固化在天然石墨卷材上使得熔融流体与天然石墨卷材形成一体，从烘烤炉出来的卷材为包含了天然石墨和PI膜材料的混合卷材；
再将混合卷材送碳化炉中进行碳化处理；
碳化处理完成后先冷却，然后再送到石墨化炉中进行石墨化处理；
石墨化处理完毕后，冷却即得到由包含天然石墨和合成石墨固化成一体的混合卷材。
所述烘烤炉为隧道炉。
所述碳化处理时将温度线性加热到1200-1400℃，加热时间为20-26小时。
所述石墨化处理时将温度线性加热到2800-3000℃，加热时间为32-38小时。
本发明得到的包含合成石墨和天然石墨的混合卷材，直接成型为一体，不需要额外连接部件，具有较高的耐热性和导热系数，与合成石墨相比价格更低，而且由于不需要额外部件，厚度更小。
附图说明
附图1为本发明中PI膜材料和天然石墨卷材的合成示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明揭示了一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法,包括以下步骤：
将天然石墨卷材1沿着输送带传输，PI膜（聚酰亚胺膜）熔融形成熔融流体2，将熔融流体以流延涂布法均匀涂布在天然石墨卷材表面。PI膜采用常规的处理方式使其成为熔融流体即可。
涂布有熔融流体的天然石墨卷材经过烘烤炉3，该烘烤炉的温度保持在290-320℃，在烘烤炉内被亚胺化，熔融流体固化在天然石墨卷材上使得熔融流体与天然石墨卷材形成一体，从烘烤炉出来的卷材为包含了天然石墨和PI膜材料的混合卷材4，如附图1所示。在天然石墨卷材传输的过程中，利用外界的涂布设备将PI膜材料的熔融流体均匀的涂布在传输过程中的天然石墨卷材表面，然后经过烘烤炉被烘烤固化，使得PI膜材料的熔融流体与天然石墨卷材相互固化，使得两者完全成为一体。
再将混合卷材送碳化炉中进行碳化处理。
碳化处理完成后先冷却，然后再送到石墨化炉中进行石墨化处理。
石墨化处理完毕后，冷却即得到由包含天然石墨和合成石墨固化成一体的混合卷材。不需要额外的连接部件（如双面胶），即使得天然石墨和合成石墨完全结合成一体，相较于现有的需要使用双面胶进行粘接的天然石墨片和合成石墨片的结构，厚度更小。而且耐热性高，导热系数较高。相较于合成石墨成本更低。
所述烘烤炉为隧道炉。
所述碳化处理时将温度线性加热到1200-1400℃，加热时间为20-26小时。石墨化处理时将温度线性加热到2800-3000℃，加热时间为32-38小时。碳化和石墨处的处理均采用本领域技术人员所熟知的石墨化处理工艺即可，并无特别限定即可，在此不再赘述。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明技术方案的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法,包括以下步骤：
将天然石墨卷材沿着输送带传输，PI膜熔融形成熔融流体，将熔融流体以流延涂布法均匀涂布在天然石墨卷材表面；
涂布有熔融流体的天然石墨卷材经过烘烤炉，该烘烤炉的温度保持在290-320℃，在烘烤炉内被亚胺化，熔融流体固化在天然石墨卷材上使得熔融流体与天然石墨卷材形成一体，从烘烤炉出来的卷材为包含了天然石墨和PI膜材料的混合卷材；
再将混合卷材送碳化炉中进行碳化处理；
碳化处理完成后先冷却，然后再送到石墨化炉中进行石墨化处理；
石墨化处理完毕后，冷却即得到由包含天然石墨和合成石墨固化成一体的混合卷材。
2.根据权利要求1所述的合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法，其特征在于，所述烘烤炉为隧道炉。
3.根据权利要求2所述的合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法，其特征在于，所述碳化处理时将温度线性加热到1200-1400℃，加热时间为20-26小时。
4.根据权利要求3所述的合成石墨和天然石墨混合卷材的合成方法，其特征在于，所述石墨化处理时将温度线性加热到2800-3000℃，加热时间为32-38小时。
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