[發(fā)明專利]一種氧化石墨烯膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110874966.8
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN113511652B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧靜;周步存;周仁杰;李峰
• 申請（專利權(quán)）人: 常州富烯科技股份有限公司
• 主分類號: C01B32/23
• 分類號: C01B32/23
• 代理公司: 北京世衡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11686
• 代理人: 肖淑芳

本發(fā)明提供一種石墨烯導(dǎo)熱膜及其制備方法。本發(fā)明主要采用的方法是，將氧化石墨烯在高壓剪切、高速撞擊和強(qiáng)烈的空穴作用下超微細(xì)化，減小氧化石墨烯的片徑，從而降低氧化石墨烯漿料的粘度，提升氧化石墨烯漿料的固含量，使氧化石墨烯漿料涂布成氧化石墨烯膜的效率提高。

本發(fā)明為分案申請。其母案的申請?zhí)枮椋?01910778811.7；母案的申請日為：2019年08月22日；母案的名稱為：低粘度的氧化石墨烯漿料及其制備方法、氧化石墨烯膜及其制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯材料領(lǐng)域，具體涉及一種提升熱還原法制備石墨烯導(dǎo)熱膜的制備效率的工藝。

背景技術(shù)

石墨烯自2004年發(fā)現(xiàn)以來，因其具有超大比表面積，高電導(dǎo)率，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性，以及物理性能和機(jī)械性能，已經(jīng)在傳感器件、光電、能源材料方面得到了廣泛研究和應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中，制備導(dǎo)熱性能良好的石墨烯導(dǎo)熱膜的主要方法是：先將通過Hummers法制備得到的氧化石墨烯濾餅分散成漿料，將漿料涂布在基底上，干燥后制備得到氧化石墨烯膜，再對氧化石墨烯膜進(jìn)行高溫?zé)徇€原得到石墨烯導(dǎo)熱膜。

但是，由于氧化石墨烯漿料的粘度較高，其固含量最高可達(dá)2.0-4.0％。由于固含量被限制得較低，導(dǎo)致氧化石墨烯漿料涂布的效率低，大大限制了規(guī)模化的生產(chǎn)。

背景技術(shù)部分的內(nèi)容僅僅是發(fā)明人所知曉的技術(shù)，并不當(dāng)然代表本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在問題中的一個(gè)或多個(gè)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提升氧化石墨烯漿料涂布的效率，主要采用的方法是將氧化石墨烯通過高壓剪切、高速撞擊和強(qiáng)烈的空穴作用進(jìn)行超微細(xì)化，減小氧化石墨烯的片徑，降低氧化石墨烯漿料的粘度，使氧化石墨烯漿料的固含量提升，從而提升氧化石墨烯漿料的涂布效率。

本發(fā)明提供一種低粘度的氧化石墨烯漿料，氧化石墨烯漿料的固含量為5-10％，優(yōu)選8％。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述氧化石墨烯漿料的粘度為10000-50000mPa·s，優(yōu)選20000mPa·s。

粘度過高和過低都不利于涂布，粘度高于50000mPa·s，不利于氧化石墨烯漿料流延；粘度低于10000mPa·s，氧化石墨烯漿料的流動(dòng)性過大，不利于控制涂布厚度。

優(yōu)選地，所述低粘度的氧化石墨烯漿料為氧化石墨烯微片，平均片徑為2-3μm。

本發(fā)明還提供一種低粘度的氧化石墨烯漿料的制備方法，將氧化石墨烯與溶劑混合，分散，超微細(xì)化使氧化石墨烯的平均片徑減小，得到低粘度的氧化石墨烯漿料。

氧化石墨烯含有非常豐富的含氧官能團(tuán)，在氧化過程中片層邊緣和片層中間由于存在官能團(tuán)而產(chǎn)生了“缺陷”，這部分缺陷容易在高壓降粘設(shè)備(空穴效應(yīng)、撞擊效應(yīng)剪切效應(yīng))的作用下被破碎，從而使氧化石墨烯的片徑可以由平均17-18μm降低至2-3μm。又由于氧化石墨烯的含氧官能團(tuán)具有親水的作用，因此能分散在水中。在一定范圍的氧化程度下，氧化石墨烯的片徑越小，受到的內(nèi)摩擦力越小，相應(yīng)地宏觀上表現(xiàn)為粘度降低，從而可以提高氧化石墨烯漿料的固含量，以此提高氧化石墨烯漿料在基底上的涂布效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述氧化石墨烯通過Hummers法制備得到。

優(yōu)選地，所述氧化石墨烯中，氧和碳的摩爾比為0.6-0.7，優(yōu)選0.65。

優(yōu)選地，所述溶劑為水。

優(yōu)選地，所述分散的線速度為2-20m/s，優(yōu)選5m/s。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述分散的時(shí)間為1-5h，優(yōu)選2h。

分散時(shí)，氧化石墨烯的片層在水中打開，均勻分散。