一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜及其制备方法

一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜及其制备方法，将石墨烯和碳纳米管经搅拌、超声分散充分混合均匀，再通过水热或溶剂热条件，使石墨烯和碳纳米管之间充分反应，待反应结束，去除溶剂后，获得预先形成缠结的网络结构石墨烯-碳纳米管复合材料；得到的石墨烯-碳纳米管复合材料可以通过涂布、喷涂、旋涂、过滤成膜于各种基材表面上，得到石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜；也可以去除基材，得到石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜。该方法简单有效的实现了石墨烯-碳纳米管复合且在溶剂中稳定分散，得到的两种薄膜可应用于高发热量的电子器件、LED灯具以及液晶显示屏产品导热散热系统方面。
【专利说明】一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米复合材料制备和应用【技术领域】，涉及一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002]目前传统的散热材料多为金属，如铝、铜、不锈钢等。表1是一些物质在标准状态下的导热系数，从表中可以看出金属本身密度较大、热膨胀系数较高、导热系数低，已经很难满足目前电子产品轻薄及高效散热的要求。
[0003]表1导热系数表
【权利要求】
1.一种石墨烯-碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤:(1)在25°C~100°C条件下，将石墨烯加入第一分散溶剂中，通过搅拌、超声，得到浓度为0.01~10mg/mL分散均匀的石墨烯溶液；(2)在25°C~100°C条件下，将碳纳米管加入第二分散溶剂中，通过搅拌、超声，得到浓度为0.01~10mg/mL分散均匀的碳纳米管溶液；(3)将步骤(1)和(2)得到的两种溶液进行混合，通过搅拌、超声，得到分散均匀的石墨烯-碳纳米管混合溶液；(4)将步骤(3)得到的混合溶液于80°C~220°C下反应I~48小时，自然冷却到室温，得到石墨烯-碳纳米管复合材料溶液，通过溶剂充分洗涤干净，得到石墨烯-碳纳米管复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的石墨烯为氧化石墨烯、还原石墨烯、功能化改性石墨烯中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的第一分散溶剂为超纯水、DMF、对苯二酚、DMSO、NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一种或两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的碳纳米管为单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及上述三种的功能化改性的碳纳米管中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述的第二分散溶剂为超纯水、DMF、对苯二酚、DMSO、NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一种或两种以上的混合物。
6.一种石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜的制备方法，其特征在于:将权利要求I~5任一项所述的制备方法得到的石墨烯-碳纳米管复合材料加入第三分散溶剂中，形成分散均匀的溶液，通过涂布、喷涂、旋涂、过滤成膜于基材表面上，得到石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述的第三分散溶剂为超纯水、DMF、对苯二酚、DMSO, NMP、氯仿、正丁醇、丙酮中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述的基材为PET、P1、铜箔、铝箔、不锈钢、PPS、PA6/PA66、LCP、TPE、PC、PP、PPA、PEEK、PA、ABS 或 PBT。
9.一种石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜，其特征在于:包括基材与成膜其上的通过权利要求1~5任一项所述的制备方法得到的石墨烯-碳纳米管复合材料。
10.根据权利要求9所述的石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜，其特征在于:所述的石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜厚度为50~100 μ m。
11.一种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜的制备方法，其特征在于:去除权利要求6制备得到的石墨烯-碳纳米管复合材料与基材的复合薄膜的基材，得到石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜。
12.—种石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜，其特征在于:由权利要求1~5任一项所述的制备方法得到的石墨烯-碳纳米管复合材料成膜而成。
13.根据权利要求12所述的石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜，其特征在于:所述的石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜厚度为0.5~100 μ m。
14.根据权利要求12所述的石墨烯-碳纳米管复合材料薄膜，其特征在于:所述的石墨烯-碳纳米管复合材料薄`膜热导率为1200~2000W/m.K。
【文档编号】H05K7/20GK103725263SQ201310693751
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】陈西宝, 陈海力 申请人:张家港康得新光电材料有限公司