[发明专利]一种石墨烯纸的制备方法及相应的石墨烯纸

说明书

本发明公开了一种石墨烯纸的制备方法及相应的石墨烯纸。本发明的制备方法用石墨烯微片作为原料，在加热氧化石墨烯微片时对其喷淋含有乙醇的溶液，然后将喷淋了溶液的氧化石墨烯微片进行辊压得到石墨烯纸。由于使用含有乙醇溶液的加热辊压，采用醇热法还原氧化石墨烯，使本发明的方法制备的石墨烯杂质含量少、具有良好的三维导热性，拉伸强度高且具有良好的各向延伸性。

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，更具体的为一种石墨烯纸的制备方法及相应的石墨烯纸。

背景技术

随着科技的迅速发展，高效的热传导和散热成为了热管理材料领域的关键问题。碳材料由于具有导热率高，密度小，耐高温和机械强度大等性能优点，其相对于传统热界面材料更受重视。目前的石墨散热材料主要包括人工石墨材料、天然石墨材料、膨胀石墨材料等。其中人工石墨纸密度约为1.9g/cm³，膨胀石墨纸约为2.0g/cm³。石墨烯是由石墨经过氧化、插层、剥离得到的一种平面片状纳米材料。石墨烯由于具有规整有序的石墨原子层，声子传导的阻碍较少，面内缺陷较少，导热效率很高，因而利用石墨烯或石墨烯纸制备高导热材料成为目前研究的重点。石墨烯的热导率远高于传统金属薄膜等导热材料，可用作热扩散材料。石墨烯纸由石墨烯微片组装而成，石墨烯微片尺寸大小对其组装方式、微观结构以及宏观导热性能等具有重要影响。人工石墨纸和膨胀石墨纸以及现有技术中制备的石墨烯纸虽然具有良好的平面散热性，但在垂直方向上的散热性较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的之一是提供一种石墨烯纸的制备方法及相应的石墨烯纸，以解决现有方法制备的石墨烯纸在垂直方向上的散热性较差的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种石墨烯纸的制备方法，包括如下步骤：加热氧化石墨烯微片并对其喷淋含有乙醇的溶液，其中乙醇与水的比例在9∶1以上；将喷淋了所述溶液的氧化石墨烯微片进行辊压。

根据本发明的优选实施方式，所述溶液中含有有机相变材料。

根据本发明的优选实施方式，所述有机相变材料为石蜡。

根据本发明的优选实施方式，所述溶液中所含的石蜡为60wt％至10wt％。

根据本发明的优选实施方式，在所述加热石墨烯微片的步骤中，加热升温至200℃～300℃。

根据本发明的优选实施方式，所述辊压步骤中施加的压力为75Mpa～100Mpa，温度为180℃～250℃。

根据本发明的优选实施方式，所述辊压步骤为多次辊压。

根据本发明的优选实施方式，在所述辊压步骤中，回收排出的溶液。

本发明的另一方面提出一种上述方法制备的石墨烯纸，其碳含量在99.6％以上，密度为2.0g/cm³及以上。

根据本发明的优选实施方式，石墨烯纸的平面导热系数在500W/m.K以上，垂直方向导热率在17W/m.K以上。

(三)有益效果

本发明的石墨烯纸杂质含量少、具有良好的三维导热性，拉伸强度高且具有良好的各向延伸性。

附图说明

图1是本发明的实施例一的石墨烯纸样品的表面镜像图；

图2是本发明的实施例一的石墨烯纸样品的横截面镜像图；

图3是本发明实施例一的撬松后的石墨烯纸样品的横截面镜像图；

图4是采用本发明实施例一的的石墨烯纸样品的手机整机温升曲线图。

具体实施方式