【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及散热材料，尤其涉及石墨烯材料及其制备方法、石墨烯复合材料、电子设备。
技术介绍
1、目前石墨烯超高的热导率使得其在热管理材料领域有着得天独厚的优势。石墨烯膜是将石墨烯纳米片通过化学气相沉积法、溶液混合法、多孔模板法、溶致塑化发泡或几种方法的结合制备出的互相联通的多孔材料。石墨烯膜有利于有效降低片层之间的接触热阻，提高复合材料的热性能。
2、受制于石墨烯浆料配方工艺、涂膜工艺及发泡造孔工艺的因素，现有的制备工艺石墨烯导热材料超过一定厚度时，石墨烯导热材料的结构力学强度低、结构稳定性差，限制了其应用。目前，可以利用还原剂发泡制备石墨烯厚膜的方式简单易行，但是受制于原膜厚度影响，常多通过提高还原剂溶度或延长发泡时间制备厚膜，这容易导致膜过度膨胀造成孔壁结构强度变弱甚至坍塌。
3、因此，如何使得石墨烯材料兼具宏观结构与力学强度、优异的热学性能，是目前需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供石墨烯材料及其制备方法、石墨烯复合材料、电子设备，该石墨烯材料兼具宏观结构与力学强度、优异的热学性能，可作为石墨烯泡棉/气凝胶应用于防火阻燃、隔热回弹、导热散热等领域。
2、第一方面，本申请提供一种石墨烯材料，所述石墨烯材料具有孔结构，所述石墨烯材料的厚度≥1mm；沿所述石墨烯材料的厚度方向，所述石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm。
3、在一些实施方式中，所述石墨烯材料的抗压强度≥5mpa。
4、在一些实施方式中
5、在一些实施方式中，所述石墨烯材料的孔结构呈三维网状分布。
6、在一些实施方式中，所述石墨烯材料的压缩回弹率为90％～95％。
7、在一些实施方式中，所述石墨烯材料的水平导热系数＞30w/m·k，所述石墨烯材料的垂直导热系数＞1w/m·k。
8、在一些实施方式中，所述石墨烯材料中碳元素的质量含量≥99.9％。
9、在一些实施方式中，所述石墨烯材料中孔的平均孔径为1μm～200μm。
10、第二方面，本申请提供一种石墨烯材料的制备方法，包括如下制备步骤：
11、将氧化石墨烯原膜置于界面增强溶液中进行浸润处理，浸润后的n片氧化石墨烯原膜层叠设置，得到n层氧化石墨烯预膨胀膜，其中，n≥2；
12、将所述n层氧化石墨烯预膨胀膜进行干燥处理及石墨化处理，得到石墨烯材料，所述石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm。
13、在一些实施方式中，所述单层氧化石墨烯多孔原膜的厚度为50μm～1000μm。
14、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯原膜中的碳原子与氧原子的质量比为(1～3)：1。
15、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯原膜包括含氧官能团。
16、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯原膜包括含氧官能团，所述含氧官能团包括环氧基团、羟基和羧基中的至少一种。
17、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯原膜具有三维网状分布的孔，所述孔的平均孔径范围为1μm～200μm。
18、在一些实施方式中，所述氧化石墨烯原膜中的至少部分氧化石墨烯沿水平方向或垂直方向定向排列。
19、在一些实施方式中，相邻两层所述氧化石墨烯预膨胀膜之间通过氢键、共价键、π-π非共价键中的至少一种连接。
20、在一些实施方式中，所述界面增强溶液包括添加剂，所述添加剂包括氢键键合型化合物、非共价键型键合型化合物及共价键型键合型化合物中的至少一种。
21、在一些实施方式中，所述界面增强溶液包括添加剂，所述添加剂包括聚酰胺酸、氧化石墨烯量子点、石墨烯量子点、聚合物量子点、聚乙烯醇和聚丙烯酸中的至少一种。
22、在一些实施方式中，所述界面增强溶液的固含量为0.1％～1％。
23、在一些实施方式中，所述浸润处理的时间为5s～60s。
24、在一些实施方式中，所述干燥处理的温度为60℃～400℃。
25、在一些实施方式中，所述干燥处理的升温速率≤10℃/min。
26、在一些实施方式中，所述干燥处理的时间5h～20h。
27、在一些实施方式中，所述石墨化处理的温度为2700℃～3100℃。
28、在一些实施方式中，所述石墨化处理的时间为14h～50h。
29、在一些实施方式中，所述石墨化处理的升温速率≤5℃/min。
30、在一些实施方式中，所述石墨化处理在热压下进行。
31、在一些实施方式中，所述石墨化处理的热压压力≤100kpa。
32、第三方面，本申请提供一种石墨烯复合材料，所述石墨烯复合材料包括上述的石墨烯材料或根据上述的石墨烯材料的制备方法制得的石墨烯材料，以及相变材料，至少部分所述相变材料位于所述孔结构内。
33、在一些实施方式中，所述相变材料包括有机相变材料及无机相变材料中的至少一种。
34、在一些实施方式中，所述相变材料包括有机相变材料，所述有机相变材料包括石蜡、正十六烷、正十八烷、正二十烷、硬脂酸及棕榈酸中的至少一种。
35、在一些实施方式中，所述石墨烯复合材料的厚度为≥1mm。
36、在一些实施方式中，所述石墨烯复合材料的密度为1.0g/cm3～1.5g/cm3。
37、在一些实施方式中，所述石墨烯复合材料的水平导热系数≥35w/m·k，所述石墨烯复合材料的垂直导热系数≥2w/m·k。
38、在一些实施方式中，所述石墨烯复合材料的相变焓≥150j/g。
39、第四方面，一种电子设备，所述电子设备包括电子器件及上述的石墨烯复合材料。
40、本专利技术与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
41、本申请提出的石墨烯材料，石墨烯材料的厚度≥1mm，且沿所述石墨烯材料的厚度方向，所述石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm，本申请提供的石墨烯材料沿厚度方向具有较强的结合力，从而使得厚度较大的石墨烯材料仍能兼具宏观结构与力学强度、优异的热学性能，可作为石墨烯泡棉/气凝胶应用于防火阻燃、隔热回弹、导热散热等领域。
42、本申请提供的石墨烯材料的制备方法，将氧化石墨烯原膜置于界面增强溶液中进行浸润处理，浸润后的n片氧化石墨烯原膜层叠设置，得到n层氧化石墨烯预膨胀膜；最后通过石墨化处理，得到多层层叠连接的石墨烯材料，该材料能够在较大厚度下，石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm，保障材料的热学性能并提高力学强度、优异的热学性能。
43、本申请提供的石墨烯复合材料，将石墨烯材料与相变材料进行复合，得到超厚的石墨烯复合材料，石墨烯复合材料仍能兼具宏观结构与力学强度、优异的热学性能。
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1.一种石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料具有孔结构，所述石墨烯材料的厚度≥1mm；沿所述石墨烯材料的厚度方向，所述石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm。
2.根据权利要求1所述的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料的抗压强度≥5Mpa。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料包括如下特征中的至少一种：
4.一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中的至少一种：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中的至少一种：
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中的至少一种：
8.一种石墨烯复合材料，其特征在于，所述石墨烯复合材料包括权利要求1～3任一项所述的石墨烯材料或根据权利要求4～7任一项所述的石墨烯材料的制备方法制得的石墨烯材料，以及相变材料，至少部分所述相变材料位于所述孔结构内。
9.根据权利要求8所述的石墨
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括电子器件及权利要求8或9任一项所述的石墨烯复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料具有孔结构，所述石墨烯材料的厚度≥1mm；沿所述石墨烯材料的厚度方向，所述石墨烯材料的撕裂强度≥30gf/25mm。
2.根据权利要求1所述的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料的抗压强度≥5mpa。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料包括如下特征中的至少一种：
4.一种石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下特征中的至少一种：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，王乾龙，章登科，崔佳铭，易可淇，
申请(专利权)人：深圳市深瑞墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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