(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111286309 A(43)申请公布日 2020.06.16
(21)申请号 202010211251.X(22)申请日 2020.03.24
(71)申请人 昆山印可达新材料科技有限公司
地址 215300 江苏省苏州市昆山市巴城镇
古城路1107号
申请人 苏州格瑞丰纳米科技有限公司(72)发明人 周彦伯 刘小清 刘立天 (74)专利代理机构 南京利丰知识产权代理事务
所(特殊普通合伙) 32256
代理人 王锋 王茹(51)Int.Cl.
C09K 5/14(2006.01)
权利要求书2页 说明书7页
CN 111286309 A(54)发明名称
其制备方法及应用高性能石墨烯散热膜、
(57)摘要
本发明公开了一种高性能石墨烯散热膜、其制备方法及应用。所述高性能石墨烯散热膜是通过将氧化薄层石墨烯和非氧化薄层石墨烯以及分散剂、溶剂等按照一定配比组成石墨烯复合浆料，然后依次进行涂布、烘干、热还原、石墨化、压延等工艺最终制得。本发明提供的高性能石墨烯散热膜生产工艺简单高效，可以有效克服以纯氧化石墨烯为原料时所存在的干燥过程效率低以及碳化过程膜厚下降过多等问题，成本低，适于规模化生产，同时所获得的石墨烯散热膜导热系数高(可达800-1600W/m·K)，膜厚可控(例如可以在0.01-1mm范围内可调)，在手机、平板电脑、LED、超薄显示器、动力电池等领域具有广泛应用前景。
CN 111286309 A
权 利 要 求 书
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1.一种石墨烯复合浆料，其特征在于包含氧化薄层石墨烯、非氧化薄层石墨烯、分散剂和溶剂；其中所述非氧化薄层石墨烯与氧化薄层石墨烯的质量比大于或等于1:100而小于或等于100:1，并且所述复合浆料的粘度为10000-100000mPas。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合浆料，其特征在于：所述复合浆料包含分散剂，所述分散剂的用量为非氧化薄层石墨烯用量的1-10wt％：优选的，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、Triton-100、吐温、Tego Dispers610s、BYK163、BYK190、BYK420、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂中的任一种或两种以上的组合；和/或，所述溶剂包括去离子水；和/或，所述氧化薄层石墨烯的尺寸为0.1-100μm，层数为1-10层，碳元素与氧元素的摩尔比为0.5-10：1；和/或，所述非氧化薄层石墨烯包括通过插层解理法、液相解理、机械剥离法中的任一种方法所制备的石墨烯微片；和/或，所述非氧化薄层石墨烯的尺寸为0.5-100μm，层数为1-10层，碳含量＞95wt％；和/或，所述复合浆料还包含1-10wt％助溶剂；优选的，所述助溶剂包括与水相容的有机溶剂，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、三丙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，三丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇丙醚，乙二醇己醚，二乙二醇己醚，二乙二醇丁醚溶剂中的任一种或两种以上的组合；优选的，所述复合浆料主要是由固含量为0.5-8wt％的氧化薄层石墨烯浆料、固含量为3-10wt％的非氧化薄层石墨烯浆料与分散剂均匀混合形成。
3.权利要求1-2中任一项所述石墨烯复合浆料于制备石墨烯散热结构中的用途。4.一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其特征在于包括：提供权利要求1-2中任一项所述的石墨烯复合浆料；对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理，之后依次进行干燥、还原碳化、石墨化处理，从而获得高性能石墨烯散热膜；
优选的，所述成膜处理包括：将所述石墨烯复合浆料进行真空脱泡处理，之后涂布在衬底上，涂布厚度为0.5-10mm；所述衬底包括柔性衬底；更优选的，所述柔性衬底包括离型PET膜或离型纸；更优选的，在进行所述的成膜处理时，所述衬底以0.5-5m/min的速度连续行进；
优选的，所述干燥处理包括：对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理后，在60℃-100℃下加热10min以上，形成石墨烯复合膜；
优选的，所述还原碳化处理的条件包括：在保护性气氛中进行还原碳化，且还原碳化的温度为800-1100℃，时间为1-3h；
优选的，所述石墨化处理的条件包括：在保护性气氛中进行石墨化，且石墨化的温度为2500-3000℃，时间为2-8h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于包括：对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理之后，再依次进行干燥、还原碳化、第一次压延、石墨化处理及第二次压延处理，从而获得高性能石墨烯散热膜；
优选的，所述第一次压延处理采用的压力为1-10MPa；优选的，第二次压延处理的压力为5-20MPa。6.一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其特征在于包括：
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权 利 要 求 书
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提供权利要求1-2中任一项所述的石墨烯复合浆料；
将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于衬底上，涂布厚度为0.5-10mm，然后在60℃-100℃干燥处理10-60min，形成石墨烯复合膜，之后将所述石墨烯复合膜在保护性气氛中于800-1100℃进行还原碳化1-3h，其后冷却并以1-10MPa的压力进行压延处理，然后在保护性气氛中于2500-3000℃进行石墨化2-8h，再冷却并以5-20MPa的压力进行压延处理，获得高性能石墨烯散热膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于柔性衬底上，之后进行所述的干燥处理，再将形成的石墨烯复合膜从柔性衬底上剥离、收卷、切片，其后进行所述的还原碳化处理；优选的，所述柔性衬底是以0.5-5m/min的速度连续行进；优选的，所述柔性衬底包括离型PET膜或离型纸。
8.由权利要求3-7中任一项所述方法制备的高性能石墨烯散热膜，其导热系数为800-1600W/m·k；优选的，所述高性能石墨烯散热膜的厚度为0.01-1mm。9.一种高性能石墨烯散热膜的制备系统，应用于权利要求3-7中任一项所述的方法中；其特征在于，所述的制备系统包括：
分散设备，至少用于将氧化薄层石墨烯浆料、非氧化薄层石墨烯浆料及分散剂均匀分散形成石墨烯复合浆；
成膜设备，至少用于将所述石墨烯复合浆料涂布在柔性衬底上形成浆料层；干燥设备，至少用于将所述浆料层中的溶剂除去，从而形成连续石墨烯复合膜；高温碳化设备，至少用于对所述石墨烯复合膜进行还原碳化处理，从而形成碳化的石墨烯膜；
高温石墨化设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜进行石墨化处理，从而形成石墨化的石墨烯膜；以及
压延设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜、石墨化的石墨烯膜分别进行压延处理。10.一种装置，包括功能单元及与功能单元配合的散热结构，其特征在于：所述散热结构包括权利要求8所述的高性能石墨烯散热膜；优选的，所述装置包括电子装置、机械装置中的任一种或多种的组合。
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说 明 书
高性能石墨烯散热膜、其制备方法及应用
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技术领域
[0001]本发明涉及一种散热材料，特别涉及一种高性能石墨烯散热膜、其制备方法及应用，属于纳米材料技术领域。背景技术
[0002]随着电子信息技术的快速发展，电子器件越来越向轻、薄、小方面发展，即，需要微型化，但这使得器件功率密度逐渐增加，热量的聚集且无法短时间散出，导致芯片温度的急剧升高，严重电子器件的性能和安全性。目前在手机、平板等掌上电子设备中主流的散热解决方案是使用高导热石墨膜作为主要的散热部件。现有的市售高导热石墨膜主要由聚酰亚胺烧结制备而成(参阅CN103080005A)，因其主要依赖进口，制备成本偏高，而且烧结升温工艺复杂，给生产带来了许多不确定因素。另外制备出的石墨膜因厚度偏低，无法满足散热需求，需要将多层石墨膜通过粘结剂堆叠起来，因高分子粘结剂本身导热率极低，严重影响了石墨膜性能的发挥并降低了生产效率。
[0003]新兴的石墨烯是单层石墨片构成的二维碳纳米结构材料，理论热导率可达3000-5000W/mK，是理想的导热材料。目前主要以氧化石墨烯作为制备石墨烯散热膜的主要原料，其制备方法包括：将氧化石墨烯分散在水中形成氧化石墨烯分散液，然后通过涂布、干燥、碳化、石墨化、压延工艺获得石墨烯散热膜(例如CN110255538A、CN105084858B、CN108178148A)，然而在干燥过程中，氧化石墨烯中的水分在低温下短时间很难烘干，如果温度升高，水分挥发过快又会导致膜空洞严重，因此需要长时间低温处理，严重影响了生产效率。另外，在碳化过程中因为氧化石墨烯的含氧官能团太多还会导致最终所获石墨烯散热膜的厚度降低明显。
发明内容
[0004]本发明的主要目的在于提出一种高性能石墨烯散热膜、其制备方法及应用，从而克服现有技术的不足。
[0005]为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：[0006]本发明实施例提供了一种石墨烯复合浆料，其包含氧化薄层石墨烯、非氧化薄层石墨烯、分散剂和溶剂；其中所述非氧化薄层石墨烯与氧化薄层石墨烯的质量比大于或等于1:100而小于或等于100:1，并且所述复合浆料的粘度为10000-100000mPas。[0007]进一步的，所述非氧化薄层石墨烯包括通过插层解理法、液相解理、机械剥离法中的任一种方法所制备的石墨烯微片，其中碳含量＞95wt％。
[0008]本发明实施例还提供了所述石墨烯复合浆料于制备石墨烯散热结构中的用途。[0009]本发明实施例还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其包括：[0010]提供所述的石墨烯复合浆料；
[0011]对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理，之后依次进行干燥、还原碳化、石墨化处理，从而获得高性能石墨烯散热膜。
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说 明 书
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本发明实施例还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其包括：
[0013]提供所述的石墨烯复合浆料；
[0014]将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于衬底上，然后干燥处理形成石墨烯复合膜，之后将所述石墨烯复合膜在保护性气氛中进行还原碳化处理，其后冷却进行压延处理，然后在保护性气氛中进行石墨化处理，之后再次进行压延处理，获得高性能石墨烯散热膜。
[0015]本发明实施例还提供了一种高性能石墨烯散热膜，其可以由前述的任一种方法制备，且导热系数为800-1600W/m·k。
[0016]本发明实施例还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备系统，其应用于前述的任一种制备方法中，所述的制备系统包括：[0017]分散设备，至少用于将氧化薄层石墨烯浆料、非氧化薄层石墨烯浆料及分散剂均匀分散形成石墨烯复合浆；[0018]成膜设备，至少用于将所述石墨烯复合浆料涂布在柔性衬底上形成浆料层；[0019]干燥设备，至少用于将所述浆料层中的溶剂除去，从而形成连续石墨烯复合膜；[0020]高温碳化设备，至少用于对所述石墨烯复合膜进行还原碳化处理，从而形成碳化的石墨烯膜；
[0021]高温石墨化设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜进行石墨化处理，从而形成石墨化的石墨烯膜；以及[0022]压延设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜、石墨化的石墨烯膜分别进行压延处理。
[0023]本发明实施例还提供了所述高性能石墨烯散热膜的用途，例如在电子产品、机电产品、光电设备、半导体设备等之中的用途。[0024]与现有技术相比，本发明的优点包括：通过以氧化薄层石墨烯与非氧化薄层石墨烯组合作为原料制备石墨烯散热膜，不仅可以有效克服以纯氧化石墨烯为原料制备石墨烯散热膜时所存在的干燥过程效率低以及碳化过程膜厚下降过多的问题，而且所获得的石墨烯散热膜导热系数高，膜厚可控，应用前景广泛，同时生产工艺简单，成本低，适于规模化生产。
具体实施方式
[0025]鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，如下对其进行详细说明。
[0026]本发明实施例的一个方面提供的一种石墨烯复合浆料包含氧化薄层石墨烯、非氧化薄层石墨烯、分散剂和溶剂；其中所述非氧化薄层石墨烯与氧化薄层石墨烯的质量比大于或等于1:100而小于或等于100:1(优选为大于1:100而小于100:1)，并且所述复合浆料的粘度为10000-100000mPas。[0027]在一些实施方案中，所述复合浆料还包含分散剂，所述分散剂的用量为非氧化薄层石墨烯用量的1-10wt％。[0028]进一步的，所述分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠、Triton-5
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说 明 书
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100、吐温、Tego Dispers610s、BYK163、BYK190、BYK420、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂中的任一种或两种以上的组合，且不限于此。[0029]进一步的，所述溶剂包括去离子水，且不限于此。[0030]在一些实施方案中，所述复合浆料还包含1-10wt％助溶剂。[0031]进一步的，所述助溶剂包括与水相容的有机溶剂，所述有机溶剂包括醇类、醚类溶剂，例如甲醇、乙醇、乙二醇、1,2-丙二醇、丙三醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、三丙二醇丁醚，二丙二醇丁醚，丙二醇丁醚，丙二醇甲醚，三丙二醇甲醚，二丙二醇甲醚，二丙二醇丙醚，乙二醇己醚，二乙二醇己醚，二乙二醇丁醚溶剂的任一种或两种以上的组合，且不限于此。
[0032]进一步的，所述氧化薄层石墨烯的尺寸为0.1-100μm，层数为1-10层，碳元素与氧元素的摩尔比为0.5-10：1。[0033]在一些实施方案中，所述非氧化薄层石墨烯包括通过插层解理法、液相解理、机械剥离法中的任一种方法所制备的石墨烯微片。[0034]进一步的，所述非氧化薄层石墨烯的尺寸为0.5-100μm，层数为1-10层，碳含量＞95wt％，优选＞97wt％。
[0035]在一些实施方案中，所述复合浆料主要是由固含量为0.5-8wt％的氧化薄层石墨烯浆料、固含量为3-10wt％的非氧化薄层石墨烯浆与分散剂均匀混合形成。
[0036]本发明实施例的另一个方面提供了所述石墨烯复合浆料于制备石墨烯散热结构中的用途。所述石墨烯散热结构可以是膜状、片状、板状、块状等规则形状或不规则形状。并且，所述石墨烯散热结构可以应用于各类需要散热的场合。
[0037]本发明实施例的另一个方面还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其包括：
[0038]提供前述的任一种石墨烯复合浆料；[0039]对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理，之后依次进行干燥、还原碳化、石墨化处理，从而获得高性能石墨烯散热膜。[0040]在一些实施方案中，所述的制备方法包括：将氧化薄层石墨烯与非氧化薄层石墨烯按照一定比例混合形成均匀分散的石墨烯复合浆料，然后进行涂布、烘干、收卷、切片、碳化、石墨化、压延等工艺，制备出导热系数为800-1600W/m·k的高性能石墨烯散热膜。[0041]在一些实施方案中，所述的制备方法还可以包括：将氧化薄层石墨烯浆料(固含量亦即氧化薄层石墨烯含量0.5-8wt％)与非氧化薄层石墨烯浆料(固含量亦即非氧化薄层石墨烯含量3-10wt％)混合分散均匀，形成石墨烯复合浆料，其粘度为10000-100000mPas。进一步的，所述石墨烯复合浆料的组分包含：非氧化薄层石墨烯、氧化薄层石墨烯、分散剂、去离子水。
[0042]进一步的，所述氧化薄层石墨烯可以是通过以石墨为原料的溶液化学法、电化学法、等离体氧化法等本领域已知的一种或几种方法制备(但不限于此)，然后可以分散于去离子水中形成氧化薄层石墨烯浆料。[0043]进一步的，所述非氧化薄层石墨烯可以通过插层解理法、机械剥离法等本领域已知的一种或几种方法制备，然后可以通过分散剂在去离子水中进行分散获得非氧化薄层石墨烯浆料。其中非氧化薄层石墨烯的尺寸为0.5-100μm，厚度为1-20层，纯度＞97wt％。
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说 明 书
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在一些实施方案中，所述成膜处理包括：将所述石墨烯复合浆料进行真空脱泡处
理，之后涂布在衬底上，涂布厚度为0.5-10mm。[0045]进一步的，所述衬底包括柔性衬底，例如离型PET膜或离型纸等，且不限于此。[0046]进一步的，在进行所述的成膜处理时，所述衬底以0.5-5m/min的速度连续行进。[0047]在一些实施方案中，所述干燥处理包括：对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理后，在60℃-100℃下加热10min以上，形成石墨烯复合膜。[0048]在一些实施方案中，所述还原碳化处理的条件包括：在保护性气氛中进行还原碳化，且还原碳化的温度为800-1100℃，时间为1-3h。[0049]在一些实施方案中，所述石墨化处理的条件包括：在保护性气氛中进行石墨化，且石墨化的温度为2500-3000℃，时间为2-8h。[0050]进一步的，前述保护性气氛包括但不限于高纯氮气气氛、氩气等惰性气氛，等等。[0051]在一些实施方案中，所述的制备方法具体可以包括：对所述石墨烯复合浆料进行成膜处理之后，再依次进行干燥、还原碳化、第一次压延、石墨化处理及第二次压延处理，从而获得高性能石墨烯散热膜。[0052]进一步的，所述第一次压延处理采用的压力为1-10MPa。[0053]进一步的，第二次压延处理的压力为5-20MPa。
[0054]本发明实施例的另一个方面还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，其包括：
[0055]提供所述的石墨烯复合浆料；
[0056]将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于衬底上，涂布厚度为0.5-10mm，然后在60℃-100℃干燥处理10-60min，形成石墨烯复合膜，之后将所述石墨烯复合膜在保护性气氛中于800-1100℃进行还原碳化1-3h，其后冷却并以1-10MPa的压力进行压延处理，然后在保护性气氛中于2500-3000℃进行石墨化2-8h，再冷却并以5-20MPa的压力进行压延处理，获得高性能石墨烯散热膜。[0057]在一些实施方案中，所述的制备方法具体可以包括：将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于柔性衬底上，之后进行所述的干燥处理，再将形成的石墨烯复合膜从柔性衬底上剥离、收卷、切片，其后进行所述的还原碳化处理。[0058]进一步的，所述柔性衬底是以0.5-5m/min的速度连续行进。[0059]进一步的，所述柔性衬底包括离型PET膜或离型纸，且不限于此。[0060]在一些更为具体的实施方案中，所述的制备方法可以包括：将所述石墨烯复合浆料经过真空脱泡处理后涂布于速度为0.5-5m/min的离型PET或离型纸衬底上，涂布的厚度为0.5-10mm，然后在60℃-100℃下加热10-60min，形成氧化薄层石墨烯和非氧化薄层石墨烯的石墨烯复合膜，再将该石墨烯复合膜膜从衬底上剥离，收卷、切片。
[0061]本发明实施例的另一个方面还提供了由前述的任一种方法制备的高性能石墨烯散热膜，其导热系数为800-1600W/m·k。[0062]进一步的，所述高性能石墨烯散热膜的厚度优选为0.01-1mm，使之能应用于多个狭小空间内，例如手机、超薄显示器、动力电池或其它要求散热结构具有高导热率、超薄等需求的应用的场合。
[0063]本发明实施例的另一个方面还提供了一种高性能石墨烯散热膜的制备系统，其应
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用于前述的任一项制备方法中；并且所述的制备系统包括：[0064]分散设备，至少用于将氧化薄层石墨烯浆料、非氧化薄层石墨烯浆料及分散剂均匀分散形成石墨烯复合浆；[0065]成膜设备，至少用于将所述石墨烯复合浆料涂布在柔性衬底上形成浆料层；[0066]干燥设备，至少用于将所述浆料层中的溶剂除去，从而形成连续石墨烯复合膜；[0067]高温碳化设备，至少用于对所述石墨烯复合膜进行还原碳化处理，从而形成碳化的石墨烯膜；
[0068]高温石墨化设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜进行石墨化处理，从而形成石墨化的石墨烯膜；以及[0069]压延设备，至少用于对所述碳化的石墨烯膜、石墨化的石墨烯膜分别进行压延处理。
[0070]其中，所述的分散设备可以选自但不限于行星搅拌机、高速分散机、球磨机、砂磨机、均质机等。[0071]其中，所述的成膜设备可以选用但不限于涂布设备，例如逗号涂布机等。[0072]其中，所述的干燥设备可以选用但不限于隧道式烘箱等，烘箱加热采用电加热、天然气加热和蒸汽加热中的一种或两种，且不限于此。[0073]其中，所述的高温碳化设备可以选用本领域已知的此类设备，其最高工作温度可以为1200℃、或者更高、更低温度。[0074]其中，所述的高温石墨化设备可以选用本领域已知的此类设备，其最高工作温度可以为3000℃、或者更高、更低温度。[0075]其中，所述的压延设备用于将石墨烯膜变得更致密，提高力学性能，其工作压强可以为30MPa以上或以下。
[0076]本发明实施例的另一个方面还提供了一种装置，包括功能单元及与功能单元配合的散热结构，所述散热结构包括前述的任一种高性能石墨烯散热膜。例如，可以将该高性能石墨烯散热膜直接贴合或通过导热胶等粘合在功能单元上，使功能单元于工作时产生的热量能被迅速导出并散发。[0077]进一步的，所述装置包括电子装置、机械装置中的任一种或多种的组合，例如可以是手机、电脑、电视、芯片、电池等，且不限于此。
[0078]本发明通过将氧化薄层石墨烯与非氧化薄层石墨烯按照特定配比组合作为原料，再以其制备石墨烯散热膜，生产工艺简单高效，可以有效克服以纯氧化石墨烯为原料时所存在的干燥过程效率低以及碳化过程膜厚下降过多的问题，同时成本低，适于规模化生产，并且所获得的石墨烯散热膜导热系数高(可达800-1600W/m·K)，膜厚可控(例如可以在0.01-1mm范围内可调)，在手机、平板电脑、LED、超薄显示器、动力电池等领域具有广泛应用前景，尤其是对于突破5G甚至6G电子散热的应用具有重要意义。
[0079]以下将结合若干实施例对本发明的技术方案进行更为详细的解释说明，但是此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下列实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0080]实施例1一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：[0081](1)石墨烯复合浆料的制备：将固含量为8wt％的氧化薄层石墨烯分散液12.5份
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说 明 书
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(如下若非特别说明，均为重量份)和固含量为10wt％的非氧化薄层石墨烯分散液100份(相当于氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯的质量比为＝1:10)，在双行星分散机中充分搅拌，搅拌时间为1-6h，线速度10-50m/min，获得石墨烯复合浆料，其粘度为30000-60000mPas。[0082]其中，氧化薄层石墨烯是是按照本领域已知的方式，通过hummers法制备，尺寸为0.1-100μm，层数为1-10层，C/O＝0.5-10，然后分散于去离子水中形成前述氧化薄层石墨烯浆料。
[0083]其中，非氧化薄层石墨烯是按照本领域已知的方式，通过机械剥离法制备，尺寸为0.5-100μm，薄层石墨烯厚度为1-10层，碳含量纯度＞95wt％，然后通过聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇或羧甲基纤维素钠等分散剂在去离子水中进行分散获得非氧化薄层石墨烯浆料。分散剂用量为非氧化薄层石墨烯用量的10wt％。[0084](2)使用真空脱气系统对该石墨烯复合浆料进行脱泡处理，并通过管道输送至逗号涂布机在离型PET膜上进行涂布，浆料涂布的厚度为0.5-10mm，速度为0.5-5m/min；之后，采用隧道式烘箱进行烘干去除水分，烘干温度为60-100℃，烘干时间10-30min；再将烘干后的石墨烯干膜从离型PET膜上剥离、收卷、切片，然后在氮气气氛下，800-1100℃下碳化1-3h，后冷却经过1-10MPa压延处理，再放入2500-3000℃进行石墨化2-8h，在5-20MPa下进行压延处理，获得厚度为约0.05-0.5mm、导热系数为800-1200W/m·K的石墨烯散热膜。[0085]实施例2：一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：[0086](1)石墨烯复合浆料的制备：将固含量0.5wt％的氧化薄层石墨烯分散液10份和固含量5wt％的非氧化薄层石墨烯分散液100份(相当于氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯＝1:100，质量比)，在双行星分散机中充分搅拌，搅拌时间为1-6h，线速度10-50m/min，获得石墨烯复合浆料，其粘度为10000-50000mPas。[0087]其中，氧化薄层石墨烯是按照本领域已知的方式，通过以石墨为原料的溶液化学法、电化学法或等离体氧化法制备，尺寸为0.1-100μm，层数为1-10层，C/O＝0.5-10，然后分散于去离子水中形成前述氧化薄层石墨烯浆料。[0088]其中，非氧化薄层石墨烯是按照本领域已知的方式，通过插层解理法或液相解理制备，尺寸为0.5-100μm，薄层石墨烯厚度为1-10层，碳含量纯度＞97wt％，然后通过十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基二苯醚二磺酸钠等分散剂在去离子水中进行分散获得非氧化薄层石墨烯浆料。分散剂用量为非氧化薄层石墨烯用量的10wt％。[0089](2)使用真空脱气系统对该石墨烯复合浆料进行脱泡处理，并通过管道输送至逗号涂布机在离型PET膜上进行涂布，浆料涂布的厚度为0.5-10mm，速度为0.5-2m/min；之后，采用隧道式烘箱进行烘干去除水分，烘干温度为60-100℃，烘干时间10-30min；其后，将烘干后的石墨烯干膜从离型PET膜上剥离、收卷、切片，然后在氮气气氛下，800-1100℃下碳化1-3h，后冷却经过1-10MPa压延处理，再放入2500-3000℃进行石墨化2-8h，在5-20MPa下进行压延处理，获得厚度为0.1-1mm、导热系数为800-1200W/m·K的石墨烯散热膜。[0090]实施例3：一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：[0091](1)石墨烯复合浆料的制备：将固含量5wt％的氧化薄层石墨烯分散液20份和固含量1wt％的非氧化薄层石墨烯分散液1份(相当于氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯＝100:1，质量比)，在双行星分散机中充分搅拌，搅拌时间为1-6h，线速度10-50m/min，获得石
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CN 111286309 A
说 明 书
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墨烯复合浆料，其粘度为40000-80000mPas。[0092]其中氧化薄层石墨烯、非氧化薄层石墨烯的制备方法可以与实施例1相同。并且，可以将非氧化薄层石墨烯通过聚丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂等分散剂在乙醇与去离子水按任意体积比混合形成的溶剂中进行分散获得非氧化薄层石墨烯浆料。分散剂用量为非氧化薄层石墨烯用量的5wt％。[0093](2)使用真空脱气系统对石墨烯复合浆料进行脱泡处理，并通过管道输送至逗号涂布机在离型纸上进行涂布，浆料涂布的厚度为0.5-5mm，速度为1-5m/min；之后采用隧道式烘箱进行烘干去除水分，烘干温度为60-100℃，烘干时间10-60min；将烘干后的石墨烯干膜从衬底膜离型基材上剥离、收卷、切片，然后在氮气气氛下，800-1100℃下碳化1-3h，后冷却经过1-10MPa压延处理，再放入2500-3000℃进行石墨化2-8h，在5-20MPa下进行压延处理，获得厚度为0.01-0.2mm、导热系数为1000-1600W/m·K的石墨烯散热膜。[0094]实施例4：一种高性能石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：[0095](1)石墨烯复合浆料的制备：将固含量5wt％氧化薄层石墨烯分散液100份和固含量10wt％的非氧化薄层石墨烯分散液5份(相当于氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯＝10:1)，在双行星分散机中充分搅拌，搅拌时间为1-6h，线速度10-50m/min，获得石墨烯复合浆料，其粘度为30000-60000mPas。[0096](2)使用真空脱气系统对石墨烯复合浆料进行脱泡处理，并通过管道输送至逗号涂布机在离型PET膜上进行涂布，浆料涂布的厚度为0.5-5mm，速度为0.5-5m/min；采用隧道式烘箱进行烘干去除水分，烘干温度为60-100℃，烘干时间10-60min，将烘干后的石墨烯干膜从离型PET膜上剥离、收卷、切片，然后在氮气气氛下，800-1100℃下碳化1-3h，后冷却经过1-10MPa压延处理，再放入2500-3000℃进行石墨化2-8h，在5-20MPa下进行压延处理，获得厚度为0.05-0.5mm，导热系数为1000-1600W/m·K的石墨烯散热膜。[0097]对照例1：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：所制备的石墨烯复合浆料之中，氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯的质量比为＝0.1:100。该对照例中，将石墨烯复合浆料于离型PET膜上涂布成膜，且经干燥处理后，形成的石墨烯复合膜机械性能较差，膜容易脆裂，无法完整剥离。最终形成的石墨烯散热膜致密性较差，导热系数偏低(低于600W/m·K)。
[0098]对照例2：该对照例与实施例1基本相同，区别在于：所制备的石墨烯复合浆料之中，氧化薄层石墨烯：非氧化薄层石墨烯的质量比为＝100：0.1。该对照例中，将石墨烯复合浆料于离型PET膜上涂布成膜，再进行干燥处理时，需干燥1h以上才能形成干膜，耗时较长，效率较低。且最终形成的石墨烯散热膜厚度较低(约0.01-0.04mm)。[0099]应当指出，以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
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