一种石墨烯散热膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯散热膜及其制备方法，所述石墨烯散热膜包括若干交错设置的石墨烯层和基体层，所述石墨烯层和基体层之间通过胶黏层粘结固定。所述石墨烯层的厚度为1‑50μm，所述基体层的厚度为1‑100μm。本发明专利技术的散热膜中石墨烯层为纯石墨烯层，极大的提高了材料的导热性能；同时，本发明专利技术所述方法生产工艺简便，应用性强，可大规模生产。

A kind of graphene heat dissipating film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯散热膜及其制备方法
本专利技术涉及纳米复合材料领域，具体涉及一种石墨烯散热膜及其制备方法。
技术介绍
石墨烯在热力学方面表现出了其优异的性能，自从其诞生的那一刻起，对于单层石墨烯导热率的测量问题就一直备受人们的关注。从分子物理学的角度对单层的碳原子进行声子传播的模拟，得到的石墨烯平均导热率为6000W/(m·K)，在实验室中用3Ω法测得的石墨烯导热率也高达(5000‐5500)W/(m·K)，而自然界中高效导热材料铜的导热率为386.4W/(m.k)，银的导热率为429W/(m·K)，金刚石为1300‐2400W/(m·K)。可见，石墨烯的发现以及对其导热系数的测定，在传热学界引起了很大的震动。石墨烯作为目前世界上已知材料中导热性能最好的材料，代表着整个传热学科和传热领域的未来。目前，对石墨烯的研究仍然在如火如荼的进行当中，人们通过对其结构、性能、制备等方面的深入探讨，直接推动了石墨烯量产时代的到来，那时利用石墨烯的超高强度和韧性、超高的导电和导热性能做出来的产品必然能够带来一次新的技术革命。一般的石墨烯导热材料都是加入树脂或聚合物来提高其附着力、成膜性使其更加实用，但是加入树脂或者聚合物会降低石墨烯的导热性能。本专利技术采用了纯石墨烯粉不加任何树脂或聚合物将其与金属滚压的方式制备石墨烯‐金属复合材料，因为石墨烯层不含其他物质，最大限度的提高了石墨烯‐金属片材的热性能，同时金属层又赋予该导热材料好的韧性和可加工性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯散热膜及其制备方法，石墨烯层中不添加任何材质，保证了石墨烯的热导率。本专利技术提供了一种石墨烯散热膜，所述石墨烯散热膜包括若干交错设置的石墨烯层和基体层，所述石墨烯层和基体层之间通过胶黏层粘结固定。所述石墨烯层的厚度为1-50μm，所述基体层的厚度为1-100μm。进一步的，所述基体层为银、铝、铜中的一种。进一步的，所述石墨烯层为石墨烯粉体。进一步的，所述石墨烯层的数量为1-5，所述基体层的数量为1-5。本专利技术的另一方面提供一种石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合，常温搅拌5min；先后加入催化剂和膨胀插层剂，继续搅拌5～10min后，室温静置反应5min～1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离5min～1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)选取厚度为1-100μm的金属材料作为基体层，在干净的金属材料基体表面涂覆一层导热胶作为胶黏层，涂覆厚度为1-50μm；(3)将粒径为50-5000目的石墨烯粉体置于布粉机的料仓中，用布粉机在经步骤(2)制备的得到金属材料涂胶的一面均匀的布石墨烯粉层，将布粉后的金属材料送入滚压设备进行压合，压力50-150吨，线速度5-10m/min，将石墨烯层压至厚度为1-50μm，得到石墨烯散热膜；(4)磁场诱导更改石墨烯取向。进一步的，在步骤(4)之前多次循环步骤(2)和步骤(3)，循环次数为1-4。采用上述本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术的散热膜中石墨烯层为纯石墨烯层，极大的提高了材料的导热性能；同时，本专利技术所述方法生产工艺简便，应用性强，可大规模生产；本专利技术方法在最后增设磁场诱导步骤，更改石墨烯取向，进一步提高了散热膜的热导性。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术石墨烯散热膜包括若干交错设置的石墨烯层和基体层，所述石墨烯层和基体层之间通过胶黏层粘结固定。所述石墨烯层的厚度为1-50μm，所述基体层的厚度为1-100μm,其中，所述基体层为银、铝、铜中的一种，所述石墨烯层为石墨烯粉体，所述石墨烯层的数量为1-5，所述基体层的数量为1-5。实施例1石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合，常温搅拌5min；先后加入催化剂和膨胀插层剂，继续搅拌5min后，室温静置反应5min，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离5min，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)选取厚度为1-100μm的铝箔作为基体层，在干净的金属材料基体表面涂覆一层导热胶作为胶黏层，涂覆厚度为1-50μm；(3)将粒径为50-5000目的石墨烯粉体置于布粉机的料仓中，用布粉机在经步骤(2)制备的得到金属材料涂胶的一面均匀的布石墨烯粉层，将布粉后的金属材料送入滚压设备进行压合，压力50-150吨，线速度5-10m/min，将石墨烯层压至厚度为1-50μm，得到石墨烯散热膜；(4)磁场诱导更改石墨烯取向。进一步的，在步骤(4)之前多次循环步骤(2)和步骤(3)，循环次数为1-4。实施例2石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合，常温搅拌5min；先后加入催化剂和膨胀插层剂，继续搅拌5min后，室温静置反应1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)选取厚度为1-100μm的铜箔作为基体层，在干净的金属材料基体表面涂覆一层导热胶作为胶黏层，涂覆厚度为1-50μm；(3)将粒径为50-5000目的石墨烯粉体置于布粉机的料仓中，用布粉机在经步骤(2)制备的得到金属材料涂胶的一面均匀的布石墨烯粉层，将布粉后的金属材料送入滚压设备进行压合，压力50-150吨，线速度5-10m/min，将石墨烯层压至厚度为1-50μm，得到石墨烯散热膜；(4)多次循环步骤(2)和步骤(3)，循环次数为2(5)磁场诱导更改石墨烯取向。实施例3石墨烯散热膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合，常温搅拌5min；先后加入催化剂和膨胀插层剂，继续搅拌5min后，室温静置反应1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然后置于超声波中超声剥离1h，得到石墨烯分散液；将石墨烯分散液离心处理，得到初级石墨烯，将初级石墨烯水洗多次，随后进行原位冷冻干燥，出去水分后得到石墨烯粉体；(2)选取厚度为1-100μm的银箔作为基体层，在干净的金属材料基体表面涂覆一层导热胶作为胶黏层，涂覆厚度为1-50μm；(3)将粒径为50-5000目的石墨烯粉体置于布粉机的料仓中，用布粉机在经步骤(2)制备的得到金属材料涂胶的一面均匀的布石墨烯粉层，将布粉后的金属材料送入滚压设备进行压合，压力50-150吨，线速度5-10m/min，将石墨烯层压至厚度为1-50μm，得到石墨烯散热膜；(4)多次循环步骤(2)和步骤(3)，循环次数为2(5)磁场诱导更改石墨烯取向。下表为实施例1-3所得石墨烯掺杂金属复合片材的热导率，热导率的测试方法为激光闪射法：热导率(W/m.k)实施例1615.62实施例2653.58实施例3687.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯散热膜，其特征在于，所述石墨烯散热膜包括若干交错设置的石墨烯层和基体层，所述石墨烯层和基体层之间通过胶黏层粘结固定。所述石墨烯层的厚度为1‑50μm，所述基体层的厚度为1‑100μm。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯散热膜，其特征在于，所述石墨烯散热膜包括若干交错设置的石墨烯层和基体层，所述石墨烯层和基体层之间通过胶黏层粘结固定。所述石墨烯层的厚度为1-50μm，所述基体层的厚度为1-100μm。2.根据权利要求1所述的石墨烯散热膜，其特征在于，所述基体层为银、铝、铜中的一种。3.根据权利要求1所述的石墨烯散热膜，其特征在于，所述石墨烯层为石墨烯粉体。4.根据权利要求1所述的石墨烯散热膜，其特征在于，所述石墨烯层的数量为1-5，所述基体层的数量为1-5。5.根据权利要求1-4所述石墨烯散热膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将天然石墨与酸性溶液混合，常温搅拌5min；先后加入催化剂和膨胀插层剂，继续搅拌5～10min后，室温静置反应5min～1h，得到石墨烯前驱体；将石墨烯前驱体用水多次冲洗，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天珍，
申请(专利权)人：六安永吉纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34