CN108178148B - 一种石墨烯薄膜的制备方法及石墨烯薄膜 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：超声波浸泡搅拌氧化石墨烯、过滤杂质、将氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上、连续干燥、氧化石墨烯与PET薄膜剥离后形成氧化石墨烯膜，氧化石墨烯膜经碳化、石墨化得到石墨烯薄膜。该方法工艺简单，易于推广，得到的所述石墨烯薄膜，具有极强的屏蔽效能和良好散热性能。

Description

一种石墨烯薄膜的制备方法及石墨烯薄膜

本申请是申请号为201510481379.7、名称为“一种石墨烯薄膜的制备方法及石墨烯薄膜”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电子产品领域，特别是指一种石墨烯薄膜的制备方法的制备方法，本发明还涉及一种石墨烯薄膜。

背景技术

随着电子、电气设备应用范围的扩大和普及，对电子设备的性能和结构要求越来越严格，包括更高的处理的速度、更高的处理频率、更小的体积、更轻的重量、更高的功率。电子设备的更新换代给人们生活带来极大方便和极好体验，同时也带来一些问题：(1)发热更多；(2)电磁波污染更严重。

为此，需要开发出一种散热性能好，同时能够降低电磁污染的产品。

发明内容

本发明提出一种石墨烯薄膜的制备方法的制备方法，方法简单易于操作，并且，根据该方法制备的所述石墨烯薄膜，具有散热快的特点。

本发明的另一个目的在于提出一种散热良好，屏蔽效能优异的石墨烯薄膜。

本发明的技术方案是这样实现的：一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

a)超声波浸泡搅拌氧化石墨烯；

b)过滤杂质；

c)将氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上，连续干燥，形成卷材；

d)碳化，将氧化石墨里面的官能团进行还原，在官能团分解的时候，释放的气体，在石墨烯薄膜内部形成气孔和空腔，形成泡沫状；

e)石墨化，得到石墨烯薄膜。

优选的，步骤a中，包括：将氧化石墨烯与水按1:(10～100)的比例混合，超声波浸泡，并采用500-3000rps的转速进行搅拌混合2-8小时。

更加优选的，步骤a中，氧化石墨烯与水按1:20的比例混合。

优选的，步骤b中，采用震动筛将氧化石墨烯内的杂质过滤。

优选的，步骤c中，包括：使用刮刀涂布方式将氧化石墨烯浆液连续的涂到PET薄膜上，再经过连续的烘道进行烘干，再将形成的氧化石墨烯薄膜和基材PET剥离分开，分别收卷，得到连续氧化石墨烯薄膜卷材。

优选的，步骤d中，碳化过程为在氮气保护下以10℃/min的升温速率从室温升高到800℃。

优选的，步骤e中，石墨化过程为在氩气保护下以20℃/min的升温速率从室温升高到2300℃。

一种采用上述方法制备的石墨烯薄膜。

本发明的所述石墨烯薄膜的制备方法，工艺简单，便于操作，且获得的产品质量稳定，效果好，适于推广与应用。本发明的所述石墨烯薄膜具有散热效果良好，尤其是屏蔽效能强，适合在电子产品上使用，提高产品的舒适度，以及对人体更加有益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种石墨烯导热膜的屏蔽测试结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

根据本发明公开的方法，进行以下操作：

a)将氧化石墨烯与水按1:20的比例混合，上述比例可以在1:(10-100)的范围内调整，具体根据实际操作的需求进行确定，使用带超声棒的高速分散机以500～3000rps的转速搅拌混合混合2～8个小时；

b)使用震动筛将氧化石墨烯内的杂质过滤掉；

c)使用刮刀涂布方式将氧化石墨烯浆液涂到PET薄膜上，再经过涂布机的烘箱烘干，再剥离收卷，得到氧化石墨烯薄膜，其厚度为10um～200um；

d)在氮气保护下以10℃/min的升温速率从室温升高到800℃进行碳化；

e)在氩气保护下以20℃/min的升温速率从室温升高到2300℃进行石墨化并得到石墨烯导热膜，上述保护气体，即氮气和氩气，也可以根据成本或者其他需求采用其他保护气体。

为了检测得到的石墨烯导热膜的屏蔽性能，发明人进行了屏蔽性能测试，过程如下：

(1)测试设备

Agilent E5061B失量网络分析仪，DN1015A材料屏蔽效能测试同轴夹具，同轴电揽。

(2)测试样品

根据本发明的方法制备的，试样为外径Φ115mm圆形试样，厚度0.3mm。

(3)测试依据

SJ 20524-1995《材料屏蔽效能的测量方法》

(4)测试结果

如图1所示。

可知在30-1500MHz频率范围内，屏蔽效能随着频率的增加而升高，30MHz 的屏蔽效能为67.6Db，1500MHz的屏蔽效能为93.7Db。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)超声波浸泡搅拌氧化石墨烯；

b)过滤杂质；

c)将氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上，再将涂布有氧化石墨烯溶液的PET薄膜经连续的烘道进行烘干，再将形成的氧化石墨烯薄膜和PET薄膜剥离分开后分别收卷，得到连续氧化石墨烯薄膜卷材；

d)碳化：将氧化石墨烯薄膜放入炭化炉中进行碳化；

e)石墨化，得到石墨烯薄膜；

所述步骤d中，将氧化石墨烯薄膜裁片，中间用碳纸隔离开，叠成一摞，放入炭化炉中进行碳化，碳化过程中将氧化石墨烯里面的官能团进行还原，在官能团分解的时候，释放的气体，在石墨烯薄膜内部形成气孔和空腔，形成泡沫状；所述步骤d中，在氮气保护下，以10℃/min的升温速率从室温升高到800℃进行碳化；

所述步骤e中，在氩气或氮气保护下，以20℃/min的升温速率从室温升高到2300℃进行石墨化。

2.如权利要求1中所述石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤a的具体方法包括：将氧化石墨烯与水按1:（10~100）的比例混合，超声波浸泡，并采用500-3000rps的转速进行搅拌混合2-8小时。

3.如权利要求2中所述石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，氧化石墨烯与水按1:20的比例混合。

4.如权利要求1中所述石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，采用震动筛将氧化石墨烯内的杂质过滤。

5.如权利要求1中所述石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，所述涂布使用刮刀涂布的方式将氧化石墨烯浆液涂到PET薄膜上。

6.根据权利要求1-5任一项所述方法制备的石墨烯薄膜，其特征在于：所述石墨烯薄膜内部有气孔或空腔。

7.根据权利要求1-5任一项所述方法制备的石墨烯薄膜，其特征在于：所述石墨烯薄膜在30-1500 MHz频率范围内，屏蔽效能随着频率的增加而升高，30MHz的屏蔽效能为67.6dB，1500MHz的屏蔽效能为93.7dB。

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