[發明專利]一種石墨烯散熱膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010014065.7
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111137878A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 丁古巧;張明杰;周久順;馮天英;顏柱;梁猛;李彥宏
• 申請（專利權）人: 上海烯望材料科技有限公司
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19;C01B32/194;H05K7/20
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 高迷想

本發明涉及一種石墨烯散熱膜及其制備方法，該石墨烯散熱膜僅由石墨烯組成，所述石墨烯是由石墨經鉍酸鹽在強酸條件下化學氧化后超聲處理得到的氧化石墨烯再經高溫還原得到的。所述制備方法包括步驟：S1將鱗片石墨利用鉍酸鹽在強酸條件下進行化學氧化后洗至pH為5?7，進行超聲處理得到氧化石墨烯水性分散液，噴霧干燥得到氧化石墨烯粉體；S2將上述氧化石墨烯粉體配置成漿料，并將氧化石墨烯漿料涂覆在基底材料上；S3將涂覆氧化石墨烯漿料的基底材料進行干燥，并將上述基底材料與干燥的氧化石墨烯膜進行分離；S4將干燥的氧化石墨烯膜高溫還原得到石墨烯散熱膜。本發明的石墨烯散熱膜的具有低成本、散熱性能好的特點，可適用于5G手機。

技術領域

本發明涉及石墨烯材料，更具體地說，涉及一種石墨烯散熱膜及其制備方法。

背景技術

石墨烯作為新興發展的二維材料，具有諸多優異的性能，單層無缺陷石墨烯的導熱系數能夠達到5300W/mK，遠高于銅(398W/mK)等金屬導熱材料。同時，石墨烯材料具有較高的強度和良好的柔性，能夠制備得到高強度柔性膜，在導熱散熱領域有較好的發展前景。

手機從誕生之初作為人類的通訊工具，已經逐漸演變成人類必不可少的工作、生活、娛樂工具。而手機散熱一直是影響手機壽命的關鍵問題之一，如何有效解決手機散熱問題，也是使5G手機(第五代通信系統的智能手機)有更好使用性，更長使用壽命的關鍵之一。利用石墨烯膜作為手機散熱膜已成為手機行業的趨勢，但石墨烯自身的成膜性較差，通常利用其具有良好成膜性的衍生物氧化石墨烯來作為石墨烯散熱膜的原料。同時氧化石墨烯批量化生產技術完善，單層率高，為高性能石墨烯散熱膜的批量化制備提供了基礎。現有技術有較多制備手機石墨烯散熱膜的工藝，但仍存在不足。公告號為CN106113731B的中國專利“石墨烯導熱散熱膜”以及公告號為CN110381180A的中國專利“一種基于石墨烯材料的手機散熱膜”利用石墨烯膜作為手機散熱膜，但該石墨烯散熱膜載體較多，制備工藝復雜，難以批量化制備；公告號為CN110255538A的中國專利“一種石墨烯散熱片的制備方法”直接利用氧化石墨烯膜作為制備手機石墨烯散熱膜的制備原料，但制備過程加入難以去除的添加劑，影響散熱性能，同時利用激光還原和炭化處理兩種手段處理氧化石墨烯膜得到石墨烯散熱膜，工藝復雜，不利于批量化生產。

鉍酸鈉、鉍酸鉀、氯酸鉍、硝酸鉍、硝酸氧鉍是具有氧化性的物質，在酸性條件下，其懸浮液可使Mn²⁺氧化為高錳酸根MnO^-4，有非常強的氧化性。目前，沒有現有技術公開將該類型具有氧化性的物質用做化學氧化制備氧化石墨烯過程中的氧化劑。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的利用手機的石墨烯散熱膜載體過多，不利于批量化制備，氧化石墨烯原料質量較差導致石墨烯散熱膜性能降低以及手機石墨烯散熱膜制備工藝復雜等問題，本發明旨在提供一種石墨烯散熱膜，該石墨烯散熱膜僅由石墨烯組成，所述石墨烯是由石墨經鉍酸鹽在強酸條件下化學氧化后超聲處理得到的氧化石墨烯再經高溫還原得到的。這種石墨烯散熱膜的成模性好，無需任何載體，散熱性能好，導熱系數可達到1700W/mK-2000W/mK，可用于手機散熱膜，尤其是5G手機。

優選地，上述石墨選自目數為500-1000目的鱗片石墨。

優選地，上述強酸選自濃硫酸，上述鉍酸鹽選自下列中的一種或多種：

鉍酸鈉、鉍酸鉀、氯酸鉍、硝酸鉍、硝酸氧鉍。

優選地，上述高溫還原溫度為500℃-2000℃。更優選，所述還原溫度為1000℃-1500℃。

本發明還提供一種石墨烯散熱膜的制備工藝，所述制備方法包括以下步驟：

S1將石墨利用鉍酸鹽在強酸條件下進行化學氧化后，洗至pH為5-7，進行超聲處理得到氧化石墨烯水性分散液，噴霧干燥得到氧化石墨烯粉體；

S2將上述氧化石墨烯粉體配置成漿料，并將氧化石墨烯漿料涂覆在基底材料上；