一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜及其製備方法
2023-04-29 17:43:26
一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜及其製備方法，將石墨烯和碳納米管經攪拌、超聲分散充分混合均勻，再通過水熱或溶劑熱條件，使石墨烯和碳納米管之間充分反應，待反應結束，去除溶劑後，獲得預先形成纏結的網絡結構石墨烯-碳納米管複合材料；得到的石墨烯-碳納米管複合材料可以通過塗布、噴塗、旋塗、過濾成膜於各種基材表面上，得到石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜；也可以去除基材，得到石墨烯-碳納米管複合材料薄膜。該方法簡單有效的實現了石墨烯-碳納米管複合且在溶劑中穩定分散，得到的兩種薄膜可應用於高發熱量的電子器件、LED燈具以及液晶顯示屏產品導熱散熱系統方面。
【專利說明】一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於納米複合材料製備和應用【技術領域】，涉及一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜及其製備方法。
【背景技術】
[0002]目前傳統的散熱材料多為金屬，如鋁、銅、不鏽鋼等。表1是一些物質在標準狀態下的導熱係數，從表中可以看出金屬本身密度較大、熱膨脹係數較高、導熱係數低，已經很難滿足目前電子產品輕薄及高效散熱的要求。
[0003]表1導熱係數表
【權利要求】
1.一種石墨烯-碳納米管複合材料的製備方法，其特徵在於，包含以下步驟: (1)在25°C~100°C條件下，將石墨烯加入第一分散溶劑中，通過攪拌、超聲，得到濃度為0.01~10mg/mL分散均勻的石墨烯溶液； (2)在25°C~100°C條件下，將碳納米管加入第二分散溶劑中，通過攪拌、超聲，得到濃度為0.01~10mg/mL分散均勻的碳納米管溶液； (3)將步驟(1)和(2)得到的兩種溶液進行混合，通過攪拌、超聲，得到分散均勻的石墨烯-碳納米管混合溶液； (4)將步驟(3)得到的混合溶液於80°C~220°C下反應I~48小時，自然冷卻到室溫，得到石墨烯-碳納米管複合材料溶液，通過溶劑充分洗滌乾淨，得到石墨烯-碳納米管複合材料。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述的石墨烯為氧化石墨烯、還原石墨烯、功能化改性石墨烯中的一種或兩種以上的混合物。
3.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述的第一分散溶劑為超純水、DMF、對苯二酚、DMSO、NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一種或兩種以上的混合物。
4.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述的碳納米管為單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管以及上述三種的功能化改性的碳納米管中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於:所述的第二分散溶劑為超純水、DMF、對苯二酚、DMSO、NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一種或兩種以上的混合物。
6.一種石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜的製備方法，其特徵在於:將權利要求I~5任一項所述的製備方法得到的石墨烯-碳納米管複合材料加入第三分散溶劑中，形成分散均勻的溶液，通過塗布、噴塗、旋塗、過濾成膜於基材表面上，得到石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜。
7.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於:所述的第三分散溶劑為超純水、DMF、對苯二酚、DMSO, NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一種或兩種以上的混合物。
8.根據權利要求6所述的製備方法，其特徵在於:所述的基材為PET、P1、銅箔、鋁箔、不鏽鋼、PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK、PA、ABS 或 PBT。
9.一種石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜，其特徵在於:包括基材與成膜其上的通過權利要求1~5任一項所述的製備方法得到的石墨烯-碳納米管複合材料。
10.根據權利要求9所述的石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜，其特徵在於:所述的石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜厚度為50~100 μ m。
11.一種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜的製備方法，其特徵在於:去除權利要求6製備得到的石墨烯-碳納米管複合材料與基材的複合薄膜的基材，得到石墨烯-碳納米管複合材料薄膜。
12.—種石墨烯-碳納米管複合材料薄膜，其特徵在於:由權利要求1~5任一項所述的製備方法得到的石墨烯-碳納米管複合材料成膜而成。
13.根據權利要求12所述的石墨烯-碳納米管複合材料薄膜，其特徵在於:所述的石墨烯-碳納米管複合材料薄膜厚度為0.5~100 μ m。
14.根據權利要求12所述的石墨烯-碳納米管複合材料薄膜，其特徵在於:所述的石墨烯-碳納米管複合材料薄`膜熱導率為1200~2000W/m.K。
【文檔編號】H05K7/20GK103725263SQ201310693751
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】陳西寶, 陳海力 申請人:張家港康得新光電材料有限公司