[发明专利]一种石墨烯散热材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯散热材料，其特征在于：所述的石墨烯散热材料包括一层以上的石墨烯散热膜，所述的石墨烯散热膜包括互相结合在一起的支撑层、石墨烯层和粘合层，石墨烯层位于支撑层和粘合层之间，且包括一层以上的单分子厚度的石墨烯或石墨烯复合材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯散热材料，其特征在于：所述的石墨烯散热膜中，石墨烯层为平面导热率在400W/mk-3000W/mk之间的石墨烯薄膜，石墨烯层的厚度为5um-50um。

3.根据权利要求1所述的石墨烯散热材料，其特征在于：在所述的石墨烯散热膜中，所述支撑层采用导热率为0.03～500W/mk的材料

4.根据权利要求1所述的石墨烯散热材料，其特征在于：所述支撑层包括绝缘性树脂、金属箔、金属单面胶带、单面绝缘胶带或双面绝缘胶带，厚度为0.01mm-0.05mm。

5.根据权利要求1所述的石墨烯散热材料，其特征在于：在所述的石墨烯散热膜中，所述粘合层包括压敏胶或热溶胶，粘合层厚度为0.005mm-0.05mm。

6.一种包括权利要求1所述石墨烯散热材料的散热材料，其特征在于：所述的散热材料包括所述的石墨烯散热材料和位于发热器件与石墨烯散热材料之间的热界面材料。

7.根据权利要求6所述的石墨烯散热材料，其特征在于：所述的热界面材料包括导热硅胶、天然石墨片、裂解石墨片、导热硅脂、导热胶、铟合金导热垫或相变导热材料。

8.权利要求1所述石墨烯散热材料的制备方法，其特征在于：所述的方法包括如下的步骤：

1)石墨烯层的制作，包括如下并列的几种方法：

a)撕胶带法/轻微摩擦法：是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯；

b)碳化硅表面外延生长：通过加热单晶碳化硅脱除硅，在单晶面上分解出石墨烯片层，具体过程是：将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热，除去氧化物；

c)金属表面生长：利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石墨烯；

d)氧化减薄石墨片法：石墨烯也可以通过加热氧化的办法一层一层的减薄石墨片，从而得到单、双层石墨烯；

e)肼还原法：将氧化石墨烯纸置入纯肼溶液，该溶液会使氧化石墨烯纸还原为单层石墨烯；

f)乙氧钠裂解：首先用纳金属还原乙醇，然后将得到的乙醇盐产物裂解，经过水冲洗除去钠盐，得到黏在一起的石墨烯，再用温和声波振动振散，即可制成公克数量的纯石墨烯；

g)切割碳纳米管法：一种方法用过锰酸钾和硫酸切开在溶液中的多层壁碳纳米管，另外一种方法使用等离子体刻蚀一部分嵌入于聚合物的纳米管；

2)支撑层的制备，支撑层可以采用贴合、涂布、刷涂、喷涂、浸渍、压合或电镀的工艺制备在石墨烯层上；

3)粘合层的制备，粘合层可以采用贴合、涂布、刷涂、喷涂或浸渍的工艺在石墨烯表面形成粘合层；

4)重复以上工序1)-3)，制作多层石墨烯散热膜。

9.权利要求1所述的石墨烯散热材料的应用，其特征在于：所述的应用包括将所述的散热材料与电子产品的发热器件有效接触，并隔离发热器件与热敏感器件，热量按设计方向由所述的散热材料从热源导出到散热器件或者机壳部件，同时设置隔热层，控制热量向隔热侧传递，隔热层设制红外线反射层阻隔热量向隔热侧传递，粘合层固定石墨烯散热膜或者构成热量传递通路。

10.根据权利要求9所述的石墨烯散热材料的应用，其特征在于：所述的电子产品包括但不限于平板电脑、笔记本电脑、智能手机、上网本、显示器、一体机、服务器、数码相机、投影仪、电视、音响、电子仪表、车载电子设备、医疗设备或通讯基站。