[发明专利]一种石墨膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨膜的制备方法，该方法包括下列步骤：步骤(1)：有机溶剂与高分子材料制作含高分子材料的溶剂；步骤(2)：含高分子材料的溶剂与中间相沥青制作碳前体浆料，该中间相沥青含量大于50wt％以上的异方向性区域；步骤(3)：黏度判别是否介于需求范围，若是，则进入步骤步骤(4)，若不是，则是回到步骤(2)，该黏度介于50～1,000cps；步骤(4)：以刮刀涂布于金属箔表面，该金属箔可以是铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、铝箔其中之一；步骤(5)：氧化热处理，该氧化热处理温度控制在200～300℃之间；步骤(6)：以化学药剂蚀刻金属箔，该化学药剂可以是过硫酸胺、氯化铁、硫酸、硝酸、盐酸其中之一或其混合物；步骤(7)：碳化热处理及石墨化热处理，该碳化热处理温度控制在600～1500℃之间，其石墨化热处理温度控制在2000～3300℃之间。

技术领域

本发明涉及一种石墨材料的制备方法，特别是一种石墨膜的制备方法。

背景技术

随着美国GrafTech专利以天然石墨为原材料，需要纯化与制作成膨胀石墨，再经过捏压与烧结制成石墨膜，需较高的制作成本。

日本Matsushita与Kaneka专利，利用聚亚酰胺(PI)为原材料，经高温碳化与石墨化烧结所得到的石墨膜，由于聚亚酰胺的原材料成本非常昂贵，导致整体成本售价相对地偏高。

韩国SKC专利以聚对苯二甲酸乙二脂(PET)为原材料，经碳化与石墨化处理来制得石墨膜，虽然PET成本较PI来得低，但是烧结后所制得石墨膜导热系数不如PI来得好。

韩国Samsung以CVD制程所制作的石墨烯，虽然可得到非常高的热传到系数，但制程与设备所花费成本较高，且所生成的石墨烯厚度太薄，在应用上也较不方便。

如前述，先前技术的缺失为，天然石墨为原材料，需要纯化与制作膨胀石墨粉，需较高的制作成本，聚酰亚胺材料制得的石墨片，需较高的材料成本，石墨烯涂布于表面，需较高的制作成本。。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种石墨膜的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供的一种石墨膜的制备方法，该方法包括下列步骤：步骤(1)：有机溶剂与高分子材料制作含高分子材料的溶剂，该有机溶剂为乙醇、丙酮、甲苯、甲基吡咯烷酮、喹啉、吡啶其中之一，其高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、酚酫树脂、聚碳酸酯、聚亚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯其中之一；步骤(2)：含高分子材料的溶剂与中间相沥青制作碳前体浆料，该中间相沥青含量大于50wt％以上的异方向性区域；步骤(3)：黏度判别是否介于需求范围，若是，则进入步骤步骤(4)，若不是，则是回到步骤(2)，该黏度介于50～1,000cps；步骤(4)：以刮刀涂布于金属箔表面，该金属箔可以是铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、铝箔其中之一；步骤(5)：氧化热处理，该氧化热处理温度控制在200～300℃之间；步骤(6)：以化学药剂蚀刻金属箔，该化学药剂可以是过硫酸胺、氯化铁、硫酸、硝酸、盐酸其中之一或其混合物；步骤(7)：碳化热处理及石墨化热处理，该碳化热处理温度控制在600～1500℃之间，其石墨化热处理温度控制在2000～3300℃之间。。

作为优选，该刮刀涂布复包括刮刀速度控制。

作为优选，该刮刀速度控制在1～10mm/sec。

作为优选，该步骤(4)的金属箔厚度小于100微米以下。

作为优选，该步骤(4)的以刮刀涂布于金属箔表面后成型的薄膜厚度小于400微米以下。

作为优选，该步骤(5)的氧化热处理复包括温度控制及时间控制。

作为优选，该氧化热处理时间控制在0.1～5hr之间。