(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211086145.9 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 常州畅锐元 材料科技有限公司 地址 213149 江苏省常州市武进区西太湖 科技产业园兰香路8号 申请人 江苏江南烯元石墨烯科技有限公司 (72)发明人 何大方　刘杰　 (74)专利代理 机构 常州佰业腾飞专利代理事务 所(普通合伙) 32231 专利代理师 马晓敏 (51)Int.Cl. C01B 32/192(2017.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种柔性石墨烯高导热膜及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种柔性石墨烯高导热膜及其 制备方法， 包括如下步骤： ( 1)配制成浓度至少 50g/L的氧化石墨悬浊液， 加入质子酸调节pH为 2‑4； (2)在氧化石墨悬浊液中加入碳源前驱体， 搅拌均匀后， 进行高压均质化处理得到氧化石墨 烯浆料， 控制浆料粘度为100 ‑300Pa·S； (3)脱泡 处理， 柔性基材表面涂覆， 烘干， 剥离柔性基材表 面形成的氧化石墨烯膜； (4)对氧化石墨烯膜进 行辐照处理， 然后依次进行碳化处理、 石墨化处 理后得到膨胀的石墨烯膜， 最后进行多次压延即 得到膜厚0.04 ‑1mm可调、 导热系数大于1650W/ (m·K)的柔性石墨烯高导热膜， 不仅具有较高的 导热系数， 还具有较好的柔韧性。 权利要求书1页 说明书8页 附图2页 CN 115448300 A 2022.12.09 CN 115448300 A 1.一种柔 性石墨烯高导热膜的制备 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： (1)将固含量为43 ±5wt％的氧化石墨膏状料分散在水中， 配制成浓度至少50g/L的氧 化石墨悬 浊液， 加入质子酸调节pH为2 ‑4； (2)在所述氧化石墨悬浊液中加入碳源前驱体， 搅拌均匀后， 进行高压均质化处理以剥 离氧化石墨， 得到氧化石墨烯浆料， 控制所述氧化石墨烯浆料粘度为10 0‑300Pa·S； (3)将所述氧化石墨烯浆料进行脱泡处理后涂覆在柔性基材表面， 烘干后， 将所述柔性 基材表面形成的氧化石墨烯 膜进行剥离， 剥离得到的氧化石墨烯 膜厚度至少为15 0 μm； (4)将剥离得到的所述氧化石墨烯膜进行辐照处理， 然后依次进行碳化处理、 石墨化处 理后得到膨胀的石墨烯 膜， 最后进行多次压延即得到柔 性石墨烯高导热膜。 2.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述氧化 石墨膏状料的pH值为1.8 ‑2.3、 含碳量51 ±5wt％、 硫含量≤2wt ％； 所述碳源前驱体为葡萄 糖、 果糖、 壳聚糖、 核糖、 蔗糖和木糖中的一种或多种； 所述柔性基材为聚丙烯、 涤纶和丙纶 中的一种。 3.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 调节pH为 2‑4是通过采用0.1 ‑10wt％的盐酸或醋酸水 溶液进行调节。 4.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述高压 均质化处 理的压力为3 0‑120MPa、 处理次数为1 ‑5次。 5.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 涂覆在柔 性基材表面的所述氧化石墨烯 浆料的涂布厚度为1 ‑10mm， 涂布速度为1 ‑10m/min； 所述烘干 的温度为5 0‑100℃、 时间为20 ‑60min。 6.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述辐照 处理为30‑300W的紫外光辐照处 理0.5‑5h。 7.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述碳化 处理的过程是： 在惰性气氛下， 将氧化石墨烯膜夹在两层石墨纸之间， 放置在烘箱中， 升温 速度5‑20℃/min升温至500‑1000℃， 保温1 ‑5h； 所述石墨化处理的过程是： 在惰性气氛下、 石墨化炉中， 升温速度5 ‑50℃/min升温到 2800‑3100℃， 保温0.5 ‑2h， 自然降温得到膨胀的石墨烯膜。 所述惰性气氛为氩气、 氮气、 氦 气、 氢气中的一种或多种。 8.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述多次 压延的过程是： 在真空条件下， 利用平压工艺， 在压力50 ‑100MPa下进行第一次压延10 ‑ 60min， 以压实膨胀的石墨烯膜和去除石墨烯层与层之间因膨胀而产生的气体； 再利用辊压 工艺， 在压力5 ‑20MPa下进行第二次压延至膜密度为1.8 ‑2.2g/cm3。 9.根据权利要求1所述的一种柔性石墨烯高导热膜的制备方法， 其特征在于， 所述碳源 前驱体的用量是 所述氧化石墨悬 浊液中氧化石墨重量的1 ‑10％。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的制备方法获得的柔性石墨烯高导热膜， 膜密度为 1.8‑2.2g/cm3， 膜厚0.04 ‑1mm， 导热系数 大于1650W/(m·K)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115448300 A 2一种柔性石墨烯高导热膜及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及石墨烯技 术领域， 具体涉及一种柔 性石墨烯高导热膜及其制备 方法。 背景技术 [0002]当前， 随着电子元器件向着高集成度、 小尺寸、 多功能发展， 电子封装的功率密度 越来越高， 势必造成有限空间内的发热量剧增 。 尤其进入5G时代， 5G  芯片处理能力是4G芯 片的5倍， 但是5G芯片耗电量是4G 的2.5倍， 发热密度绝对值暴增。 当前， 人工石墨膜是市场 主流的散热材料， 是以高定向聚酰亚胺碳化薄膜 为原材料， 在极高温度 环境下， 制得的一种 碳分子高结晶态石墨膜， 厚度通常为17～32 μm， 其导热系数可达到1500W/(m ·K)。 但是， 由 于制备技术困难， 难以获得厚的石墨膜， 只能将石墨膜薄层通过双面胶粘接在一起进行使 用， 大大降低了导热系数(例如， 4层17μm的石墨膜粘接后， 其导热系数仅为1000W/(m ·K)  左右)。 另外， 人工石墨膜具有脆性， 其 耐折弯性能较弱(R2角、 18 0°的折弯次数小于1万次)。 其次， 人工石墨膜成本高、 尺寸难以做大， 并且不 耐弯折。 而且， 人工石墨膜的原材料——高 定向聚酰 亚胺薄膜基本依赖 美国和韩国进口。 [0003]石墨烯是“材料之最 ”和“材料之王 ”， 性质优异独特。 结构完美的石墨烯具有全柔 性、 最薄(～0.34nm， 是头发丝的200万分之一)、 电子迁移率最高(～2 ×105 cm2·V‑1·s‑1， 是硅的10倍)、 强度最高(杨氏模量>1100Gpa； 抗拉强度>130GPa， 比钻石还坚硬)； 比表面积 最大(可达2630m2·g‑1， 4克可铺满一个足球场)、 以及接近全透明(全波段光吸收只有 2.3％)。 最为重要的是， 石墨烯的导热系数高达5300W/(m ·K)， 远高于碳纳米管和金刚石， 是已知导热性能最好的材料(表  1‑1)； 石墨烯独具的全柔和最薄特性赋予了其极低的比 重， 密度远小于金属铜和铝合金。 因此， 石墨烯有望组装形成柔性高导热的散热膜材料， 克 服人工石墨烯的厚度和导热性难题， 具有十分诱人的前 景。 [0004]现有技术CN106629675A公开了一种高导热柔性石墨烯薄膜的制备方法， 其将氧化 石墨烯分散得到分散液后， 喷涂到基底上形成5 ‑120 μm的氧化石墨烯膜， 然后将膜剥离、 延 压、 热压炭化、 石墨化后 可得到热导率为110 ‑1500W/(m·K) 的石墨烯导热膜。 可见其获得 的石墨烯导热膜的厚度较薄， 且热导 率也不高。 发明内容 [0005]为了获得厚度较厚且导热系数较高 的柔性石墨烯膜， 而提供一种柔性石墨烯高导 热膜及其制备方法。 本发 明方法可获得40 μm～1mm厚度可调的柔性石墨烯高导热膜， 其导热 系数大于1650W/(m·K)， 最高可达190 0W/(m·K)以上。 [0006]为了达到以上目的， 本发明通过以下技 术方案实现： [0007]一种柔性石墨烯高导热膜的制备 方法， 包括如下步骤： [0008](1)将固含量为43 ±5wt％的氧化石墨膏状料分散在水中， 配制成浓度至少  50g/L 的氧化石墨悬 浊液， 加入质子酸调节pH为2 ‑4； [0009](2)在所述氧化石墨悬浊液中加入碳源前驱体， 搅拌均匀后， 进行高压均质化处理说　明　书 1/8 页 3 CN 115448300 A 3