(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111367074.5 (22)申请日 2021.11.17 (71)申请人 深圳市鸿富诚新材 料股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区福永街 道凤凰社区福永东大道7号C栋一层、 二层、 三层； 凤凰第一工业区华源三期 七层 (72)发明人 曹勇　孙爱祥　羊尚强　窦兰月　 周晓燕　贺西昌　方晓　 (51)Int.Cl. C09J 7/29(2018.01) C09J 7/30(2018.01) C09J 175/04(2006.01) C09J 183/04(2006.01) C09J 161/06(2006.01) C09J 11/04(2006.01)H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种导热绝 缘石墨烯垫片及其制备方法 (57)摘要 本申请涉及电子产品散热器件的技术领域， 具体公开一种导热绝缘石墨烯垫片及其制备方 法。 一种导热绝缘石墨烯垫片 包括多层石墨烯膜 堆叠而成的石墨烯块体， 所述石墨烯 块体内穿设 固定有碳纤维丝， 所述碳纤维丝沿石墨烯块体厚 度方向设置， 形成石墨烯 ‑碳纤维三维导热结构； 沿着所述石墨烯块体水平方向固定连接有绝缘 层， 所述绝缘层含有各向异性的氮化硼。 本申请 制得的导热绝缘石墨烯垫片具备优异的绝缘性 能和导热性能。 权利要求书1页 说明书8页 附图3页 CN 114213986 A 2022.03.22 CN 114213986 A 1.一种导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于， 包括多层石墨烯膜堆叠而成的石墨烯块体， 所述石墨烯块体内穿设固定有碳纤维丝， 所述碳纤维丝沿石墨烯块体厚度方向设置， 形成 石墨烯‑碳纤维三 维导热结构； 沿着所述石墨烯 块体水平方向固定连接有绝缘层， 所述绝缘 层含有各向异性的磁性氮化硼。 2.根据权利要求1所述的导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于： 所述绝缘层中磁性氮化硼 由片状磁性氮化硼和球形磁性氮化硼组成。 3.根据权利要求2所述的导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于： 所述片状磁性氮化硼和球 形磁性氮化硼的重量比为1:(0.5～1)。 4.根据权利要求1所述的导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于： 所述导热绝缘石墨烯垫片 的厚度可达 到100 μm。 5.权利要求1 ‑4中任意一项所述的一种导热绝缘石墨烯垫片的制备方法， 其特征在于， 包括如下制备步骤： S1、 石墨烯膜叠层： 在底层石墨烯膜上涂覆胶粘剂后， 将第二层石墨烯膜放置于底层石 墨烯膜上； 重复涂胶叠层步骤， 直至堆叠 至目标高度， 胶粘剂固化后得到石墨烯 膜块体； S2、 打孔： 在石墨烯 膜块体上开设通 孔， 所述通孔的轴向平行于石墨烯 膜的叠层方向； S3、 碳纤维丝穿孔： 将复卷的碳纤维丝表面裹覆粘接剂后穿入所述通孔， 粘接剂固化后 得到石墨烯 ‑碳纤维三维结构体； S4、 切片： 将石墨烯 ‑碳纤维三维结构体沿平行于石墨烯膜堆叠的方向进行切片得到石 墨烯垫片； S5、 绝缘层制备： 配制含有磁性氮化硼的绝缘胶， 将绝缘胶涂覆于垂直于石墨烯垫片堆 叠方向上的两个表面上， 石墨烯垫片在磁场中进行 取向， 固化得到导热绝 缘石墨烯垫片。 6.根据权利要求5所述的一种导热绝缘石墨烯垫片的制备方法， 其特征在于： 所述绝缘 胶由包括如下重量份的原料配制而成： 磁性氮化硼粉体 1～3份 非磁性氧化石墨烯 0.18～0.3份 分散剂 0.01～0.0 3份 引发剂 0.0 5～0.07份 固化剂 10～15份。 7.根据权利要求6所述的导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于： 所述固化剂为聚氨酯树 脂、 有机硅树脂、 酚醛树脂中的一种或多种。 8.根据权利要求5所述的导热绝缘石墨烯垫片， 其特征在于： 所述步骤S5中， 所述磁场 的强度为1.2 ～1.8T， 取向时间为1～ 2h。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114213986 A 2一种导热 绝缘石墨烯垫片及其制备方 法 技术领域 [0001]本申请涉及电子产品散热器件的技术领域， 更具体地说， 它涉及一种导热绝缘石 墨烯垫片及其制备 方法。 背景技术 [0002]电子产品的散热问题始终是限制电子产品发展的重要因素。 随着5G时代的来临， 电子产品朝向轻量化、 高集 成化方向发展， 电子产品单位面积的发热量显著增加， 高温易导 致电子元器件工作失效， 寿命降低。 为了解决这个电子产品散热困难的问题， 热界面材料应 运而生， 然而传统的热界面材料导热系数低， 主要集中在1～10W/(m ·K)， 难以满足高热量 传导需求。 [0003]石墨烯是一种由碳原子堆积而 成的单层二维蜂窝状晶格结构的新型碳材料， 目前 以石墨烯 为原材料开发的石墨烯 导热膜的导热系数最高可达2000W/(m ·K)， 较常规石墨膜 具有更好的导热性能， 是一种可以应用于热流密度大的芯片散热 领域的新型 热界面材 料。 [0004]但石墨烯同时也是一种具备优异导电性能的材料， 其导电性能导致其无法适用于 电绝缘性要求较高的场景。 相关技术中， 一般在石墨烯导热膜上涂覆 绝缘胶， 绝缘胶的主要 成分可以选择聚乙烯醇、 陶瓷等绝缘材料。 但上述绝缘材料 的导热系 数与石墨烯膜的导热 系数相差巨大， 有些绝 缘材料甚至无导热性能， 从而导 致石墨烯 膜的导热性能显著降低。 [0005]因此， 亟需开发一种能够同时具 备较好导热性能和绝 缘性能的复合材 料。 发明内容 [0006]为了开发一种能够同时具备较好导热性能和绝缘性能的复合材料， 本申请提供一 种导热绝 缘石墨烯垫片及其制备 方法。 [0007]第一方面， 本申请提供一种导热绝缘石墨烯垫片， 采用如下的技术方案： 一种导热 绝缘石墨烯垫片， 包括多层石墨烯膜堆叠而成的石墨烯块体， 所述石墨烯块体内穿设固定 有碳纤维丝， 所述碳纤维丝沿石墨烯块体厚度方向设置， 形成石墨烯 ‑碳纤维三维导热结 构； 沿着所述石墨烯块体水平方向固定连接有绝缘层， 所述绝缘层含有各向异性的磁性氮 化硼。 [0008]通过采用上述技术方案， 石墨烯膜作为热界面材料， 具有良好的导热性， 多层石墨 烯膜可以通过涂覆粘接剂等手段实现堆叠， 根据实际需求可以调整堆叠高度； 由于石墨烯 的热传导存在各向异 性， 石墨烯层内水平方向热传导率高， 层间方向热传导率低， 因此相 邻 石墨烯膜层间通过穿设碳纤维， 碳纤维作为层间热传导通路， 提高层间热传导率， 形成导热 均匀、 高热传导 性能以及具 备良好力学性能的石墨烯 ‑碳纤维三维导热 结构； 绝缘层中的氮化硼表面含有磁性粒子， 通过磁场可以对氮化硼进行取向， 使得氮 化硼呈现各向异 性， 从而提高导热绝缘石墨烯垫片整体的导热性能； 同时， 绝缘层可以包覆 石墨烯‑碳纤维三 维结构的石墨烯垫片表面， 降低石墨烯垫片掉粉的可能性， 从而使得导热 绝缘石墨烯垫片能够兼具优良的绝缘性能和导热性能， 可适用于电绝缘性要求较高的场说　明　书 1/8 页 3 CN 114213986 A 3