[發明專利]一種高性能石墨烯膜的批量化制備方法、石墨烯膜及天線

在審

• 申請號: 201910494057.4
• 申請日: 2019-06-08
• 公開（公告）號: CN111055552A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王雅靜
• 申請（專利權）人: 王雅靜
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B27/36;B32B27/40;B32B27/06;B32B7/08;B32B33/00;B32B37/10;C01B32/184;H01Q1/36
• 代理公司: 中山市華朋弘遠知識產權代理事務所(普通合伙) 44531
• 代理人: 湯暢陽

1.一種高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟1、先將固含量為40-50％的氧化石墨濾餅塊體稀釋分散于去離子水中，再加入堿性溶液，形成pH為6-8.5的氧化石墨混合液；

步驟2、依次對所述混合液進行預分散、超高壓均質處理以及脫泡處理，從而獲得氧化石墨烯顆粒均勻分布的氧化石墨烯脫泡溶液；步驟3、將所屬均質脫泡后的氧化石墨烯脫泡溶液涂覆、烘干、收卷、分段裁切，隨后將得到的多個氧化石墨烯片層疊放設置，并且相鄰的石墨烯片層之間設置有石墨紙，然后放入真空烤箱中進行烘烤除水并進行初步還原預處理；

步驟4、真空碳化熱處理初步還原后的氧化石墨烯膜用于去除其剩余含氧官能團，之后在惰性環境下進行超高溫石墨化處理，得到石墨烯膜；

步驟5、壓合石墨化后的所述石墨烯膜，并將壓合后的所述石墨烯膜轉貼到基材上，最終得到高性能石墨烯膜。

2.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟1中，所述氧化石墨濾餅塊體中氧化石墨的粒徑為80-150μm，所述混合液中氧化石墨的固含量為4-7wt％。

3.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，通過高速分散機對所述混合液進行預分散，分散后的所述混合液的粘度為200000-500000cps；其中，所述高速分散機分散速度為1000-10000rmp。

4.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，將所述混合液輸送到超高壓均質機中進行高壓物理解離破碎得到氧化石墨烯溶液，通過超高壓均質后，所述氧化石墨烯溶液的粘度降為20000-70000cps，且溶液所含氧化石墨烯片徑不大于10μm；其中，所述超高壓均質機的工作壓強為700-5500psi，溫度為15-25℃。

5.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟2中，將所述氧化石墨烯溶液輸送到連續化離心脫泡機中，并在真空環境下進行離心式脫泡處理。

6.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟3中，采用刮刀涂布或擠壓涂布的方式將所述脫泡溶液涂覆在所述基材上，通過所述涂布機的熱風對流烘道烘烤所述氧化石墨烯薄膜，干燥并剝離收卷后分段裁切，隨后將得到的多個氧化石墨烯片層堆疊設置，并且相鄰的石墨烯片層之間設置有石墨紙，然后真空烘烤進行干燥；其中，所述基材為100-500目的多孔網格材料，厚度為0.3-0.8mm；所述氧化石墨烯膜的涂布厚度為0.5mm-5mm，所述涂布機烘道的溫度為50-80℃；所述真空烘烤溫度為130-170℃。

7.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟4中，將所述真空烘烤處理后的氧化石墨烯膜放入高溫爐中，在真空條件下升至1000-1500℃進行真空碳化還原熱處理，隨后在惰性氣體環境下快速升溫至2500-2850℃進行石墨化熱處理。其中，所述高溫爐真空碳化熱處理升溫速率為5-30℃/min；所述高溫爐石墨化熱處理升溫速率為10-30℃/min。

8.如權利要求1所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法，其特征在于，在所述步驟5中，將所述高溫石墨化熱處理后的石墨烯膜在高分子襯底上通過壓合或真空壓合的方式進行壓實處理，其中所述石墨烯膜的壓合壓力為2Mpa-100Mpa，所述高分子襯底為PET或PU。

9.一種高性能石墨烯膜，其特征在于，其由如權利要求1-8中任意一項所述的高性能石墨烯膜的批量化制備方法制備而成。

10.一種天線，其特征在于，所述天線采用如權利要求9所述的高性能石墨烯膜而成。