本发明属于复合膜技术领域，具体涉及一种散热缓冲膜。
背景技术：
随着5g时代的临近和功能不断升级，智能手机内部零部件轻薄化、集成化趋势明显，其对内部空间严格限制，核心零部件的性能和散热需求均显著提高，适用于智能手机的散热方案也将向着超薄、高效的方向发展。作为5g智能手机的亮点技术，oled显示屏的应用广受关注。与传统lcd显示方式不同，oled显示屏无需背光源，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且oled显示屏幕可以做到更轻更薄，可视角度更大，长时间工作时，屏幕发热量也比传统lcd屏小得多。将5g手机芯片及其他发热严重部位的热量通过热辐射、热传导及匀热的方式分散一部分至oled屏幕上是目前5g手机的一种散热方案。目前oled屏幕上传统的散热缓冲膜结构如图1所示，包括离型层7、网格胶层6、泡棉层5、第二胶层4、石墨片层3、第一胶层2和铜箔1。石墨片层3由胶黏剂31和石墨片32组成，胶黏剂31包覆石墨片32。存在以下问题：(1)厚度降低空间较小，由于结构中存在两层胶黏结构用于不同材料的粘结，要做到足够大的粘性，胶黏剂厚度至少在2μm以上；且石墨片32脆性较大，需要外包胶黏剂31防止其破碎，传统的人工石墨片最小厚度也在十微米左右，通过调整石墨片厚度难以进一步降低材料的厚度，无法满足手机进一步超薄化的要求；(2)第一胶层2和第二胶层4的存在导致材料界面热阻很大，阻碍了热在界面间的传递；(3)人工石墨片本身导热系数可达500w/m.k以上，由于石墨片整体用胶黏剂包覆住，其导热系数严重降低，很难起到匀热导热的作用，传统散热缓冲膜散热效果也较差。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种散热缓冲膜，解决目前oled屏散热缓冲膜存在的厚度大以及散热效果差的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种散热缓冲膜，从上往下依次分为离型膜层、网格胶层、泡棉缓冲层、石墨烯层和金属箔层，其制备方法包括：
(1)采用化学气相沉积的方法制备金属箔层和石墨烯层：采用未清洗的压延金属作为cvd沉积石墨烯的基体，所述未清洗的压延金属表面的油脂作为生长石墨烯的碳源，将所述未清洗的压延金属直接放入cvd系统进行生长，在所述未清洗的压延金属表面形成石墨烯膜，获得石墨烯层；
(2)泡棉缓冲层的制备：在所述石墨烯层表面直接涂布一层丙烯酸交联剂，过烘箱烘干，将烘干后的材料重新过烘箱发泡，获得泡棉缓冲层；
(3)网格胶层和离型膜层的制备：在网纹离型膜上涂布丙烯酸胶黏剂，过六节烘箱烘干后获得网格胶层，与所述泡棉缓冲层贴合形成散热缓冲膜。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(1)中所述未清洗的压延金属为铝、铜、镍、银、金或钛中的任意一种或多种合金，所述未清洗的压延金属的厚度为1～20μm。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(1)中所述石墨烯膜的层数为1～10层，单层石墨烯膜的厚度为0.0334nm。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(1)中所述cvd的生长条件为：炉膛压力小于1pa，通入流量为200～700sccmd的氢气和100～1500sccm的氩气，15分钟内将生长基体表面温度升至800～1000℃，保温20～60min，然后冷却至室温，冷却速度为10～20℃/min，完成cvd生长。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(2)中所述涂布的速度为3～5m/min，所述烘箱的温度为90～110℃，烘干后丙烯酸交联剂的厚度为50～100μm，所述发泡的温度为120～170℃，所述发泡的时间为3～6min。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，所述丙烯酸交联剂包括带有羧基或羟基的丙烯酸酯类共聚物100份；溶剂、增黏树脂、橡胶30～70份；发泡剂1～5份以及异氰酸酯类固化剂0.8～1.5份。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，所述丙烯酸酯类共聚物由单体丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异酯聚合而成，分子量为30-50万；所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲苯、丁酮中的任意一种或几种的组合；所述增黏树脂为改性松香树脂；所述橡胶为丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶及丁苯橡胶中的任意一种；所述发泡剂为n-亚硝基化合物、偶氮化合物以及酰肼类化合物中的任意一种；所述异氰酸酯类固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或多种。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(3)中所述丙烯酸胶黏剂的组成为低粘度丙烯酸聚酯类胶黏剂100份，异氰酸酯类固化剂0.8～2份，有机溶剂50～150份。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，所述异氰酸酯类固化剂包括甲苯二异氰酸酯；所述有机溶剂包括乙酸乙酯和甲苯。
作为本发明所述的一种散热缓冲膜的一种优选方案，步骤(3)中所述涂布速度为9m/min，所述六节烘箱的温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，烘干后的网格胶层的厚度为15μm。
本发明提出的一种散热缓冲膜，直接在未脱脂的金属箔表面生长石墨烯，这种方式，比传统的石墨片与铜箔复合相比，减少了胶黏层的存在，降低了材料热阻，同时由于石墨烯非常薄，其厚度明显降低；在石墨烯膜上直接涂布丙烯酸胶黏剂发泡，减少了传统方式中石墨片和泡棉之间的胶黏层，同时也降低了材料热阻，提高材料散热性能，从而通过有效消除界面热阻，保留石墨本身的导热性能以及降低石墨层的厚度满足材料的薄型化以及高导热需求。
附图说明
图1为现有技术中散热缓冲膜的剖面结构示意图；
图2为本发明中散热缓冲膜的剖面结构示意图。
其中，1为铜箔、2为第一胶层、3为石墨片层、31为胶黏剂、32为石墨片、4为第二胶层、5为泡棉层、6为网格胶层、7为离型层、8为金属箔层、9为石墨烯层、10为泡棉缓冲层、11为网格胶层、12为离型膜层。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
如图2所示，一种散热缓冲膜，其结构包括离型膜层12、网格胶层11、泡棉缓冲层10、石墨烯层9和金属箔层8。通过以下技术方案来实现：
1.金属箔层8、石墨烯层9的制备
采用化学气相沉积的方法制备铜箔石墨烯层，具体步骤如下：
1.1采用未清洗的压延金属作为cvd沉积石墨烯的基体，其表面的油脂作为生长石墨烯的碳源，无需使用外加碳源，且可减少cvd系统相关配置，降低成本；压延金属可以是铝、铜、镍、银、金、钛等任意一种或两种以上合金，优选铜，厚度优选1～20μm；
1.2将上述材料直接放入cvd系统进行生长，在其表面形成大面积的石墨烯膜，石墨烯膜的平均层数为单层、双层或多层，层数不超过10层，单层石墨烯厚度仅为0.0334nm，此层厚度可忽略不计。
1.3cvd生长条件如下：炉膛压力小于1pa，通入流量为200～700sccmd的氢气和100～1500sccm的氩气，15分钟内将生长基体表面温度升至800～1000℃，保温20～60min，然后冷却至室温，冷却速度10～20℃/min，完成cvd生长。
2.泡棉缓冲层10制备
在石墨烯层9表面直接涂布一层丙烯酸交联剂，过烘箱烘干，烘箱温度优选90～110℃，优选涂布速度3～5m/min，烘干后交联剂厚度优选50～100μm。将烘干后的材料重新过烘箱发泡，发泡温度优选120～170℃，发泡时间优选3～6min。
所述丙烯酸交联剂包括带有羧基或羟基的丙烯酸酯类共聚物100份，溶剂、增黏树脂、橡胶30～70份、发泡剂1～5份以及异氰酸酯类固化剂0.8～1.5份。所述丙烯酸酯类共聚物主要由单体丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异酯聚合而成，分子量约30-50万；所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲苯、丁酮中的一种或几种的组合；所述增黏树脂主要指松香树脂，改性松香树脂具有活性羧基及双键，具有较强的反应性，在丙烯酸酯系胶黏剂中可参与酯化、脱羧等反应；所述橡胶包括丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶及丁苯橡胶等；所述发泡剂包括n-亚硝基化合物、偶氮化合物以及酰肼类化合物；所述异氰酸酯类固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
3.网格胶层11的制备
在网纹离型膜上涂布丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干后与泡棉缓冲层10贴合形成最终方案。
丙烯酸胶黏剂组成如下：低粘度丙烯酸聚酯类胶黏剂100份，异氰酸酯类固化剂0.8～2份，有机溶剂50～150份。
具体实施方式及相关对比，请参见下述对比例和实施例：
对比例1
以目前常用的样品为例，铜箔厚度25μm，铜箔与石墨片之间的胶黏剂5μm，石墨片厚度25μm，石墨片与泡棉之间胶层厚度5μm，泡棉厚度100μm，网纹胶15μm。
实施例1
本实施例结构如图2所示，包括90μm网纹离型膜，15μm网纹胶，100μm泡棉，1至10层石墨烯膜及9μm铜箔。
本实施例流程如下：
采用单面未脱脂的9μm压延铜作为生长基底，放入卷对卷式pecvd炉中进行生长。炉内压力小于1pa，再通入流量为200sccm的氩气，5分钟内将铜箔表面温度升至800℃，连续生长形成铜箔/石墨烯结构。
在石墨烯表面涂220μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度6m/min。烘干后重新过烘箱进行丙烯酸发泡，发泡温度130℃，过烘箱速度5m/min，发泡泡棉厚度100um。
随后在网纹离型膜上涂布60μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度9m/min。烘干后胶黏剂厚度15μm，与发泡好的丙烯酸泡棉面贴合，形成最终结构。
以质量百分比计算，所述泡棉配方组成包括：丙烯酸酯共聚物100份，溶剂50份，甲苯二异氰酸酯1份，丁腈橡胶40份，二偶氮氨基苯1份。
以质量百分比计算，所述网纹胶配方组成包括：丙烯酸酯类胶黏剂100份，甲苯50份，乙酸乙酯50份，甲苯二异氰酸酯0.8份。
实施例2
本实施例结构如图2所示，包括90μm网纹离型膜，15μm网纹胶，100μm泡棉，1至10层石墨烯膜及18μm铜箔。
本实施例流程如下：
采用单面未脱脂的18μm压延铜作为生长基底，放入卷对卷式pecvd炉中进行生长。炉内压力小于1pa，再通入流量为150sccm的氩气，5分钟内将铜箔表面温度升至900℃，连续生长形成铜箔/石墨烯结构。
在石墨烯表面涂200μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度5m/min。烘干后重新过烘箱进行丙烯酸发泡，发泡温度130℃，过烘箱速度4m/min，发泡泡棉厚度100μm。
随后在网纹离型膜上涂布60μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度9m/min。烘干后胶黏剂厚度15μm，与发泡好的丙烯酸泡棉面贴合，形成最终结构。
以质量百分比计算，所述泡棉配方组成包括：丙烯酸酯共聚物100份，溶剂40份，甲苯二异氰酸酯1份，丁腈橡胶40份，二偶氮氨基苯1.5份。
以质量百分比计算，所述网纹胶配方组成包括：丙烯酸酯类胶黏剂100份，甲苯50份，乙酸乙酯50份，甲苯二异氰酸酯0.8份。
实施例3
本实施例结构如图2所示，包括90μm网纹离型膜，15μm网纹胶，100μm泡棉，1至10层石墨烯膜及25μm铜箔。
本实施例流程如下：
采用单面未脱脂的25μm压延铜作为生长基底，放入卷对卷式pecvd炉中进行生长。炉内压力小于1pa，再通入流量为150sccm的氩气，10分钟内将铜箔表面温度升至1000℃，连续生长形成铜箔/石墨烯结构。
在石墨烯表面涂180μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度5m/min。烘干后重新过烘箱进行丙烯酸发泡，发泡温度140℃，过烘箱速度3m/min，发泡泡棉厚度100μm。
随后在网纹离型膜上涂布60μm丙烯酸胶黏剂，过烘箱烘干，六节烘箱温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，涂布速度9m/min。烘干后胶黏剂厚度15μm，与发泡好的丙烯酸泡棉面贴合，形成最终结构。
以质量百分比计算，所述泡棉配方组成包括：丙烯酸酯共聚物100份，溶剂30份，甲苯二异氰酸酯1份，丁腈橡胶40份，二偶氮氨基苯2份。
以质量百分比计算，所述网纹胶配方组成包括：丙烯酸酯类胶黏剂100份，甲苯50份，乙酸乙酯50份，甲苯二异氰酸酯0.8份。
对比例、实施例测试结果如下表1所示：
表1
从表1数据中，可以看出实施例3和对比例铜箔厚度一致，从测试结果对比可知，同样铜箔厚度条件下，本发明所述的散热缓冲膜的厚度降低了30μm左右，且通过模拟散热测试，采用本发明的散热缓冲膜，芯片温度降低了8℃，但是屏幕温度仅上升2℃，散热匀热效果明显提升。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
1.一种散热缓冲膜，其特征在于：从上往下依次分为离型膜层、网格胶层、泡棉缓冲层、石墨烯层和金属箔层，其制备方法包括：
(1)采用化学气相沉积的方法制备石墨烯层：采用未清洗的压延金属作为cvd沉积石墨烯的基体，所述未清洗的压延金属表面的油脂作为生长石墨烯的碳源，将所述未清洗的压延金属直接放入cvd系统进行生长，在所述未清洗的压延金属表面形成石墨烯膜，获得石墨烯层；
(2)泡棉缓冲层的制备：在所述石墨烯层表面直接涂布一层丙烯酸交联剂，过烘箱烘干，将烘干后的材料重新过烘箱发泡，获得泡棉缓冲层；
(3)网格胶层和离型膜层的制备：在网纹离型膜上涂布丙烯酸胶黏剂，过六节烘箱烘干后获得网格胶层，与所述泡棉缓冲层贴合形成散热缓冲膜。
2.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(1)中所述未清洗的压延金属为铝、铜、镍、银、金或钛中的任意一种或多种合金，所述未清洗的压延金属的厚度为1~20µm。
3.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(1)中所述石墨烯膜的层数为1~10层，单层石墨烯膜的厚度为0.0334nm。
4.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(1)中所述cvd的生长条件为：炉膛压力小于1pa，通入流量为200~700sccmd的氢气和100~1500sccm的氩气，15分钟内将生长基体表面温度升至800~1000℃，保温20~60min，然后冷却至室温，冷却速度为10~20℃/min，完成cvd生长。
5.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(2)中所述涂布的速度为3~5m/min，所述烘箱的温度为90~110℃，烘干后丙烯酸交联剂的厚度为50~100µm，所述发泡的温度为120~170℃，所述发泡的时间为3~6min。
6.如权利要求5所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：所述丙烯酸交联剂包括带有羧基或羟基的丙烯酸酯类共聚物100份；溶剂、增黏树脂、橡胶30~70份；发泡剂1~5份以及异氰酸酯类固化剂0.8~1.5份。
7.如权利要求6所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：所述丙烯酸酯类共聚物由单体丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和丙烯酸异酯聚合而成，分子量为30-50万；所述溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丁酯、甲苯、丁酮中的任意一种或几种的组合；所述增黏树脂为改性松香树脂；所述橡胶为丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶及丁苯橡胶中的任意一种；所述发泡剂为n-亚硝基化合物、偶氮化合物以及酰肼类化合物中的任意一种；所述异氰酸酯类固化剂为甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的任意一种或多种。
8.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(3)中所述丙烯酸胶黏剂的组成为低粘度丙烯酸聚酯类胶黏剂100份，异氰酸酯类固化剂0.8~2份，有机溶剂50~150份。
9.如权利要求8所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：所述异氰酸酯类固化剂包括甲苯二异氰酸酯；所述有机溶剂包括乙酸乙酯和甲苯。
10.如权利要求1所述的一种散热缓冲膜，其特征在于：步骤(3)中所述涂布速度为9m/min，所述六节烘箱的温度为50℃/80℃/110℃/110℃/90℃/60℃，烘干后的网格胶层的厚度为15µm。
技术总结