本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品領(lǐng)域用的導(dǎo)熱石墨片，尤其涉及一種基于瀝青焦制備高強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱石墨片的工藝。

背景技術(shù)：

導(dǎo)熱石墨片是一種全新的導(dǎo)熱散熱材料，沿兩個(gè)方均勻?qū)幔帘螣嵩磁c組件的同時(shí)改進(jìn)消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能，顏色一般是黑色，材質(zhì)是天然石墨經(jīng)過(guò)精致加工，導(dǎo)熱系數(shù)在水平方向高達(dá)1500W/M-K，使用IC、CPU、MOS、LED、散熱片、LCD-TV、筆記本電腦、通訊設(shè)備、無(wú)線交換機(jī)、DVD、手持設(shè)備等。

導(dǎo)熱石墨片因?yàn)榉墙饘俨牧?，但是具有與金屬同樣甚至較高的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，其導(dǎo)熱導(dǎo)電性均較強(qiáng)于鋁箔或銅箔，但是導(dǎo)熱石墨片在現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)出來(lái)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性較為達(dá)到最佳，主要在于原料的處理階段以及煅燒階段，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)導(dǎo)熱石墨片原料的處理不夠精細(xì)化，導(dǎo)致其原料中含有較多雜質(zhì)成分，使得最終生產(chǎn)出的導(dǎo)熱石墨片的質(zhì)量不夠高，合格率降低，而且會(huì)影響其較好的到店性和導(dǎo)熱性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供基于瀝青焦制備高強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱石墨片的工藝，該加工工藝步驟科學(xué)合理，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)原料進(jìn)行精細(xì)化的處理，使其顆粒度更加均勻一致，提高了成品的合格率，進(jìn)而提高了導(dǎo)熱石墨片的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，而且通過(guò)該工藝還能提高其化學(xué)穩(wěn)定性，降低其熱膨脹性，并且易加工成型。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

基于瀝青焦制備高強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱石墨片的工藝，包括以下步驟：

1）備料：選取瀝青焦作為導(dǎo)熱石墨片的原料；

2）初次粉碎：將上述瀝青焦經(jīng)破碎設(shè)備預(yù)先破碎到60-80mm的中等粒度；

3）除鐵：經(jīng)粉碎的瀝青焦置于除雜器內(nèi)進(jìn)行除鐵操作；

4）高溫煅燒：在煅燒設(shè)備中對(duì)經(jīng)除雜的瀝青焦顆粒進(jìn)行煅燒，煅燒分為四個(gè)階段，分別為預(yù)煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加40℃，預(yù)煅燒階段溫度增加至200℃，該階段煅燒時(shí)間10 min；中間煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加25℃，中間煅燒階段溫度增加至900℃，該階段煅燒時(shí)間30 min，并在溫度升到900℃后保溫10-15min；后煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加20℃，后煅燒階段溫度增加至1200-1300℃，該階段煅燒時(shí)間15-20 min；保溫煅燒階段：該階段的溫度一直保持在1200-1300℃，在該溫度下保溫煅燒30min；

5）冷卻：煅燒完成的瀝青焦顆粒在回轉(zhuǎn)冷卻器中進(jìn)行冷卻，采用多個(gè)噴嘴向?yàn)r青焦顆粒噴水急冷，當(dāng)檢測(cè)溫度達(dá)到120-150℃時(shí)出料，形成焦炭；

6）二次粉碎：經(jīng)冷卻完成的瀝青焦炭經(jīng)破碎設(shè)備粉碎成顆粒粒徑為0.3-0.5mm的小顆粒；

7）篩分：經(jīng)二次粉碎的瀝青焦炭小顆粒經(jīng)過(guò)篩分設(shè)備分別進(jìn)行三級(jí)篩選，篩選出大小一致的顆粒出來(lái)；

8）混合：將瀝青焦炭小顆粒與粘合劑進(jìn)行混捏，形成混合料；

9）壓型與加熱：在模具中將上述混合料壓制成型，壓成方形薄片狀，其厚度在0.01-0.02mm之間，形成導(dǎo)熱石墨片坯體，在模具內(nèi)設(shè)置加熱管道，通過(guò)加熱管道對(duì)壓制成型的導(dǎo)熱石墨片坯體進(jìn)行初步加熱，加熱溫度控制在200-300℃之間，加熱時(shí)間30min；

10）高溫石墨化：經(jīng)上述加熱的導(dǎo)熱石墨片坯體直接送至高溫石墨化爐內(nèi)進(jìn)行高溫石墨化操作；

11）背膠：經(jīng)高溫石墨化后的導(dǎo)熱石墨片降溫至50-60℃時(shí)在其底面涂覆一層耐熱雙面膠，并在導(dǎo)熱石墨片底面粘附一層離型紙；

12）切割：石墨化后的導(dǎo)熱石墨片坯體形成成品的導(dǎo)熱石墨片，并且降溫冷卻，進(jìn)而通過(guò)切割設(shè)備切割成需要的尺寸。

作為優(yōu)選，所述步驟（3）中的除雜器包括除雜箱、進(jìn)料口、出料口以及螺旋攪拌器，在所述除雜箱的進(jìn)料口處豎向設(shè)置至少一塊除鐵板，并在所述除雜箱的進(jìn)料口處還設(shè)有網(wǎng)篩均勻分布器。

作為優(yōu)選，在所述進(jìn)料口處設(shè)置旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體，所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體一端為自由端，另一端通過(guò)鉸接軸鉸接連接在所述除雜箱的箱體上。

作為優(yōu)選，所述步驟（7）三級(jí)篩選，是將瀝青焦炭小顆粒分別經(jīng)400目、200目以及100目網(wǎng)篩進(jìn)行三級(jí)篩選。

作為優(yōu)選，所述步驟（8）中瀝青焦炭小顆粒與粘合劑以5:1的比例進(jìn)行混捏，其中粘合劑為煤瀝青。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的改進(jìn)之處在于，

其一，增設(shè)除鐵操作，因粉碎的原料中含有鐵質(zhì)等雜質(zhì)，故需要通過(guò)除雜器對(duì)其內(nèi)部的雜質(zhì)進(jìn)行清除，這樣能夠提高原料的純度，進(jìn)而提高加工的質(zhì)量，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性也會(huì)隨著提高，還有除掉原料中的鐵質(zhì)雜質(zhì)能夠防止后續(xù)加工過(guò)程中被氧化；

其二，將煅燒階段分為四個(gè)階段，通過(guò)四個(gè)階段不同溫度的控制，能夠較好的提高瀝青焦煅燒的質(zhì)量和效率，而且在每個(gè)階段瀝青焦的狀態(tài)均不一樣，采用合理的煅燒操作能夠提高瀝青焦成形后的晶體成形效果，而且瀝青焦內(nèi)的水分以及揮發(fā)性物質(zhì)能夠更好、更充分的揮發(fā)掉；

其三，增加篩分階段，篩分階段的增設(shè)對(duì)最終提高原料的均勻度具有很大的影響，本發(fā)明設(shè)計(jì)思路是通過(guò)三級(jí)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，這樣就能進(jìn)一步保證原料度的均勻性，提高成品率；

其四，本發(fā)明在高溫石墨化之前還設(shè)置壓型與加熱，在壓型完成后立即進(jìn)行加熱，是進(jìn)行高溫石墨化前的一個(gè)過(guò)渡，這樣既能提高高溫石墨化的效率，又能減小壓型后進(jìn)入高溫石墨化爐內(nèi)的差距。

其五，采用保溫狀態(tài)下的背膠加工方法，提高膠水分子的活性，不僅能夠提高背膠的效果，而且還能提高背膠效率，進(jìn)而提高導(dǎo)熱石墨片與電路板等的粘附效果。

具體實(shí)施方式

為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。

基于瀝青焦制備高強(qiáng)導(dǎo)電導(dǎo)熱石墨片的工藝，包括以下步驟：

1）備料：選取瀝青焦作為導(dǎo)熱石墨片的原料；

2）初次粉碎：將上述瀝青焦經(jīng)破碎設(shè)備預(yù)先破碎到60-80mm的中等粒度，因碳質(zhì)原料顆粒度過(guò)大，不僅在煅燒過(guò)程中保證不了煅燒后的質(zhì)量均勻，而且受到煅燒設(shè)備的影響，對(duì)加料和排料造成困難，保證后續(xù)能夠?qū)崿F(xiàn)深度煅燒；

3）除鐵：經(jīng)粉碎的瀝青焦置于除雜器內(nèi)進(jìn)行除鐵操作；

除雜器包括除雜箱、進(jìn)料口、出料口以及螺旋攪拌器，在所述除雜箱的進(jìn)料口處豎向設(shè)置至少一塊除鐵板，并在所述除雜箱的進(jìn)料口處還設(shè)有網(wǎng)篩均勻分布器，在所述進(jìn)料口處設(shè)置旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體，所述旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體一端為自由端，另一端通過(guò)鉸接軸鉸接連接在所述除雜箱的箱體上，網(wǎng)篩均勻分布器的網(wǎng)目為60或80目，這樣通過(guò)將初次粉碎的顆粒狀原料進(jìn)入網(wǎng)篩均勻分布器將其鋪開(kāi)均勻下料，下料的顆粒就會(huì)分散開(kāi)來(lái)，便于將雜質(zhì)吸在除鐵板上；

除鐵板在除雜箱內(nèi)豎向并列設(shè)置多個(gè)，每?jī)蓚€(gè)除鐵板之間設(shè)置為下料通道，初次粉碎的顆粒從進(jìn)料口進(jìn)料，在下料的過(guò)程中通過(guò)除鐵板將鐵質(zhì)雜質(zhì)吸在除鐵板上，又因蓋體為旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體，故在除鐵達(dá)到一定的厚度時(shí)，打開(kāi)蓋體，對(duì)除鐵板定期進(jìn)行清理，以免影響除雜效率和效果，蓋體設(shè)置成旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟式蓋體簡(jiǎn)單、方便，能夠快速實(shí)現(xiàn)除鐵板的清理安裝操作。

4）高溫煅燒：在煅燒設(shè)備中對(duì)經(jīng)除雜的瀝青焦顆粒進(jìn)行煅燒，煅燒設(shè)備采用回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒，煅燒分為四個(gè)階段，分別為預(yù)煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加40℃，預(yù)煅燒階段溫度增加至200℃，該階段煅燒時(shí)間10 min，該階段主要去除水分或者揮發(fā)性物質(zhì)以改善導(dǎo)電性、提高真密度等；中間煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加25℃，中間煅燒階段溫度增加至900℃，該階段煅燒時(shí)間30 min，并在溫度升到900℃后保溫10-15min，煅燒溫度在900℃時(shí)給予一定的保溫時(shí)間對(duì)煅后焦的振實(shí)密度和電阻率指標(biāo)的改善非常有利；后煅燒階段：該階段是將煅燒設(shè)備內(nèi)的溫度每分鐘增加20℃，后煅燒階段溫度增加至1200-1300℃，該階段煅燒時(shí)間15-20 min，在高溫段適當(dāng)降低升溫速率對(duì)改善煅后焦真密度以及抗氧化活性指標(biāo)非常有利；保溫煅燒階段：該階段的溫度一直保持在1200-1300℃，在該溫度下保溫煅燒30min；

5）冷卻：煅燒完成的瀝青焦顆粒在回轉(zhuǎn)冷卻器中進(jìn)行冷卻，采用多個(gè)噴嘴向?yàn)r青焦顆粒噴水急冷，當(dāng)檢測(cè)溫度達(dá)到120-150℃時(shí)出料，形成焦炭；

6）二次粉碎：經(jīng)冷卻完成的瀝青焦炭經(jīng)破碎設(shè)備粉碎成顆粒粒徑為0.3-0.5mm的小顆粒；

7）篩分：經(jīng)二次粉碎的瀝青焦炭小顆粒經(jīng)過(guò)篩分設(shè)備分別進(jìn)行三級(jí)篩選，篩選出大小一致的顆粒出來(lái)，三級(jí)篩選，是將瀝青焦炭小顆粒分別經(jīng)400目、200目以及100目網(wǎng)篩進(jìn)行三級(jí)篩選；篩分階段的增設(shè)對(duì)最終提高原料的均勻度具有很大的影響，本發(fā)明設(shè)計(jì)思路是通過(guò)三級(jí)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，這樣就能進(jìn)一步保證原料度的均勻性，提高成品率；

8）混合：將瀝青焦炭小顆粒與粘合劑進(jìn)行混捏，形成混合料，瀝青焦炭小顆粒與粘合劑以5:1的比例進(jìn)行混捏，其中粘合劑為煤瀝青；

9）壓型與加熱：在模具中將上述混合料壓制成型，壓成方形薄片狀，其厚度在0.01-0.02mm之間，形成導(dǎo)熱石墨片坯體，在模具內(nèi)設(shè)置加熱管道，通過(guò)加熱管道對(duì)壓制成型的導(dǎo)熱石墨片坯體進(jìn)行初步加熱，加熱溫度控制在200-300℃之間，加熱時(shí)間30min；本發(fā)明在高溫石墨化之前還設(shè)置壓型與加熱，在壓型完成后立即進(jìn)行加熱，是進(jìn)行高溫石墨化前的一個(gè)過(guò)渡，這樣既能提高高溫石墨化的效率，又能減小壓型后進(jìn)入高溫石墨化爐內(nèi)的差距；

10）高溫石墨化：經(jīng)上述加熱的導(dǎo)熱石墨片坯體直接送至高溫石墨化爐內(nèi)進(jìn)行高溫石墨化操作，高溫石墨爐內(nèi)的石墨化溫度范圍為1100-1200℃，石墨化時(shí)間15-20min；

11）背膠：為了更好的粘附IC及電路板，需在導(dǎo)熱石墨片上進(jìn)行背膠加工，經(jīng)高溫石墨化后的導(dǎo)熱石墨片降溫至50-60℃時(shí)在其底面涂覆一層耐熱雙面膠，并在導(dǎo)熱石墨片底面粘附一層離型紙；本發(fā)明是在導(dǎo)熱石墨片溫度降至一定范圍時(shí)進(jìn)行背膠工藝，它比常溫的優(yōu)勢(shì)是能夠使得耐熱雙面膠的活性分子增多，更好的實(shí)現(xiàn)雙面膠與離型紙和導(dǎo)熱石墨片的粘接，提高背膠效果和效率；

12）切割：石墨化后的導(dǎo)熱石墨片坯體形成成品的導(dǎo)熱石墨片，并且降溫冷卻，進(jìn)而通過(guò)切割設(shè)備切割成需要的尺寸。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。