复合膜及其制备方法、电子设备与流程

1.本技术属于石墨烯散热材料领域，具体涉及一种复合膜及其制备方法、电子设备。


背景技术：

2.随着5g电子工业的快速发展，电子产品日趋小型化、多功能化和高性能化的同时，单位面积上产生的热量也急剧上升，散热成为至关重要的问题，制约着电子产品、电池以及其他大功率系统的性能和可靠性。石墨烯作为21世纪备受瞩目的新材料之一，因其独特的结构，表现出优异的导电、导热和力学性能，因此，以石墨烯为基础开发出的导热散热材料或将引领成为未来主流散热材料。
3.现有的石墨烯散热材料，主要通过氧化石墨烯进行定向自组装制膜材料，然而，通过氧化石墨烯的定向自组装成膜工艺中，由于氧化石墨的含氧量较高，高含氧量官能团在热处理移除造成膜内部产生较多的空穴，导致石墨烯膜的膨胀度高，膜极易破碎，严重影响产品良率。而且，高含氧量的氧化石墨导致分散均质后得到的氧化石墨浆料的固含量较低，涂布效率和单层膜厚度均较低，不利于批量生产。
4.还可以通过复配碳材料制备石墨烯散热膜材料，但是，通过复配碳材料往往会引入分散剂、粘结剂、塑化剂及有机溶剂等添加剂，添加剂的使用不适用于现有的石墨烯复合膜批量化制备工艺。
5.因此，现在急需开发一种低膨胀的石墨烯复合导热膜。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种复合膜及其制备方法、电子设备，该复合膜膨胀度低，层间结合力高，不易分层，可实现批量化制备。
7.第一方面，本技术实施例提供一种复合膜，所述复合膜包括层叠设置的石墨烯，所述石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，所述石墨烯片层之间的层间结合力为80gf～150gf。
8.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨烯与碳纳米管的碳元素形成五元环结构和六元环结构中的至少一种。
9.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨烯和碳纳米管的质量比为1：(0.01～0.1)。
10.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述碳纳米管包括单壁、双壁和多壁中的至少一种。
11.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述碳纳米管的管长为5μm～50μm。
12.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述碳纳米管的管径为4nm～100nm。
13.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述碳纳米管的形貌包括缠绕式和阵列式中的至少一种。
14.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜包括至少两个层叠设置的单层膜材料，所述单层膜材料包括层间连接有碳纳米管的石墨烯。
15.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜包括至少两个层叠设置的单层膜材料，所述单层膜材料包括层间连接有碳纳米管的石墨烯，所述单层膜材料的厚度为25μm～35μm。
16.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜的厚度为50μm～300μm。
17.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜的导热系数为800w/mk～1500/mk。
18.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜的拉伸强度为60mpa～120mpa。
19.结合第一方面，在一种可行的实施方式中，所述复合膜为面-线-面三维结构。
20.第二方面，本技术实施例提供一种复合膜的制备方法，包括以下步骤：
21.将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布处理得到氧化石墨烯/功能化石墨烯/碳纳米管复合膜，其中，所述功能化碳纳米管包括羟基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和环氧化碳纳米管中的至少一种；
22.将所述氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜进行热处理去除含氧官能团后得到复合膜。
23.结合第二方面，所述含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料的制备过程为：获取氧化石墨烯浆料，将所述氧化石墨烯浆料与所述石墨烯进行第一分散处理得到含有氧化石墨烯和石墨烯浆料；将所述含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料与所述功能化碳纳米管进行第二分散处理得所述含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料。
24.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，将所述氧化石墨烯浆料与所述石墨烯进行第一分散处理得到含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料具体包括：取部分所述氧化石墨烯浆料配置形成氧化石墨烯分散液，将所述氧化石墨烯分散液与所述石墨烯混合，再加入剩余所述氧化石墨烯浆料进行均质处理得到所述含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料。
25.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述部分氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯的质量为所述石墨烯质量的0.01％～0.1％。
26.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨烯的碳含量大于等于70％。
27.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述氧化石墨烯分散液与石墨烯混合在搅拌条件下进行。
28.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述均质处理的压力为500bar～1250bar。
29.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述均质处理的温度为10℃～25℃。
30.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述均质处理的次数为2次～4次。
31.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料的ph为6～8。
32.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料中的氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的质量比为1：(0.1～1)：(0.01～0.1)。
33.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述功能化碳纳米管包括单壁、双壁和多壁中的至少一种。
34.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述功能化碳纳米管的管长为5μm～50μm。
35.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述功能化碳纳米管的管径为4nm～100nm。
36.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述第二分散处理包括对所述含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料与功能化碳纳米管依次进行搅拌处理和研磨处理的步骤。
37.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，在将所述含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布处理之前还包括将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行脱泡处理的步骤。
38.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述涂布处理得到氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜湿膜的厚度为2400mm～3500mm。
39.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述脱泡处理的温度为15℃～20℃。
40.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述脱泡处理的时间为10min～30min。
41.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述脱泡处理后的物料的固含量为5％～20％。
42.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述脱泡处理后的物料的粘度为30000cps～70000cps。
43.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述热处理包括预处理、碳化处理和石墨化处理。
44.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述预处理的温度为100℃～400℃。
45.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述预处理的升温速率为5℃/min～10℃/min。
46.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述预处理的时间为5h～10h。
47.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳化处理在真空条件下进行。
48.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳化处理的温度为1000℃～1500℃。
49.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳化处理的升温速率为5℃/min～30℃/min。
50.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳化处理的时间为5h～24h。
51.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨化处理的温度为2600℃～3100℃。
52.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨化处理的升温速率为10℃/min～30℃/min。
53.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨化处理在保护性氛围中进行，所述保护性氛围包括氩气和氮气中的至少一种。
54.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述石墨化处理的时间为10h～72h。
55.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳化处理和石墨化处理在同一设备中进行。
56.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述将所述氧化石墨烯/石墨烯/功能
化碳纳米管复合膜进行热处理去除含氧官能团后，还包括进行压实处理的步骤。
57.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述压实处理的衬底包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和定向聚丙烯中的至少一种。
58.结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述压实处理的压力为2mpa～50mpa。
59.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包含第一方面所述的复合膜或第二方面所述的制备方法制得的复合膜。
60.本技术的技术方案至少具有以下有益的效果：本技术的复合膜，以碳纳米管作为支撑体连接石墨烯，一方面，碳纳米管存在于石墨烯的片层之间增强了石墨烯分散的均匀性，另一方面，碳纳米管通过自身的化学键连接石墨烯，增强了石墨烯和碳纳米管的相互结合力，提高石墨烯片层之间的层间结合力至80gf～150gf，膨胀低，能够有效抑制石墨烯膜的分层，复合膜不易碎，提高复合膜的产品良率，为石墨烯卷材膜的连续制备可行性提供保障。
61.本技术的复合膜采用含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料作为制备原料，一方面，能够抑制由于氧化石墨烯中的含氧官能团在高温下挥发造成的空穴和分层，从而能够有效减弱复合膜的膨胀问题，实现低膨胀度复合膜的制备。而且，石墨烯和功能化碳纳米管的加入，能够有效提高复合膜中浆料的固含量，进而提高复合膜的厚度，提高浆料的涂布效率，有利于批量化的生产。另一方面，本技术通过对含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布和热处理，浆料中的碳纳米管通过功能化基团与氧化石墨烯及石墨烯表面及边缘的基团作用通过化学键作用负载在石墨烯的片层上，经过涂布处理自组装为层状结构，经过热处理工艺使得石墨烯片层之间的层间结合力提升至80gf～150gf。本技术复合膜的制备没有添加其他的分散剂、表面活性剂及粘结剂，没有杂质原子的引入，浆料均一性好。
附图说明
62.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
63.图1为本技术复合膜的制备流程示意图一；
64.图2为本技术氨基化碳纳米管与氧化石墨烯反应机理图；
65.图3为本技术实施例1中得到的含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料的afm图；
66.图4为本技术实施例1中得到的石墨烯/氨基化碳纳米管复合膜的sem图；
67.图5为本技术参考gb2792-2014胶粘带剥离强度的测试方法得到的实施例1中石墨烯/氨基化碳纳米管复合膜的层间剥离力数据图；
68.图6为本技术实施例1中得到的石墨烯/氨基化碳纳米管复合膜与对比例1中得到的石墨烯膜力学性能对比图。
具体实施方式
69.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
70.应当明确，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
71.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。
72.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
73.本技术实施例公开了一种复合膜，复合膜包括层叠设置的石墨烯，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，石墨烯片层之间的层间结合力为80gf～150gf。
74.在上述技术方案中，本技术以碳纳米管作为支撑体连接石墨烯，一方面，碳纳米管存在于石墨烯之间增强了石墨烯分散的均匀性，另一方面，碳纳米管通过自身的化学键连接石墨烯，增强了石墨烯和碳纳米管的相互结合力，提高石墨烯片层之间的层间结合力至80gf～150gf，为石墨烯卷材膜的连续制备可行性提供保障。本技术的复合膜，石墨烯层间具有较大的层间结合力，能够有效抑制石墨烯膜的分层，且复合膜不易碎，提高复合膜的产品良率，可制备石墨烯导热膜卷材。
75.在一些实施方式中，石墨烯片层之间的层间结合力为80gf～150gf，石墨烯片层之间的层间结合力具体可以是80gf、90gf、100gf、110gf、120gf、130gf、140gf、150gf等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。申请人发现上述范围的层间结合力，能够抑制复合膜的分层，提高复合膜的产品良率。
76.在一些实施方式中，石墨烯与碳纳米管的碳元素形成五元环结构和六元环结构中的至少一种，可以理解的，石墨烯与碳纳米管通过五元环和/或六元环结构连接，具体地，石墨烯和碳纳米管之间可形成单一的五元环结构，还可以形成单一的六元环结构，还可以五元环和六元环同时存在，上述连接方式有利于提高石墨烯与碳纳米管的结合力，进一步提高石墨烯片层之间的层间结合力。
77.在一些实施方式中，石墨烯和碳纳米管的质量比为1：(0.01～0.1)，石墨烯和碳纳米管的质量比为1：0.01、1：0.02、1：0.03、1：0.04、1：0.05、1：0.06、1：0.07、1：0.08、1：0.09和1：0.1等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。石墨烯和碳纳米管的质量比小于1：0.01，碳纳米管添加过量，导致碳纳米管难分散易团聚，造成制备的膜材料均匀性差，团聚处易造成膜破裂；石墨烯和碳纳米管的质量比大于1：0.1，碳纳米管添加量过少，导致复合膜的力学性不能得到有效的提升。
78.在一些实施方式中，碳纳米管包括单壁、双壁和多壁中的至少一种。
79.在一些实施方式中，碳纳米管的管长为5μm～50μm，碳纳米管的管长具体可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm和50μm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
80.在一些实施方式中，碳纳米管的管径为4nm～100nm，碳纳米管管径具体可以是4nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm和100nm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
81.在一些实施方式中，碳纳米管的形貌包括缠绕式和阵列式中的至少一种。
82.在一些实施方式中，复合膜包括至少两个层叠设置的单层膜材料，单层膜材料中石墨烯片层之间连接有碳纳米管。
83.在一些实施方式中，复合膜为面-线-面三维结构，可以理解的，单层膜材料中石墨烯片层之间连接有碳纳米管，石墨烯为二维的片层结构，碳纳米管为一维的线状结构，即单层膜材料为面-线-面形成的三维结构，由于复合膜包括至少两个层叠设置的单层膜材料，复合膜也为面-线-面三维结构，上述三维结构有利于提高石墨烯片层之间的层间结合力。
84.在一些实施方式中，单层膜材料的厚度为25μm～35μm，单层膜材料的厚度具体可以是25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm、31μm、32μm、33μm、34μm和35μm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。优选地，单层膜材料的厚度为25μm～30μm。
85.在一些实施方式中，复合膜的厚度为50μm～300μm，复合膜的厚度具体可以是50μm、60μm、80μm、100μm、150μm、200μm、220μm、250m、280μm和300μm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
86.在一些实施方式中，复合膜的导热系数为800w/mk～1500w/mk，复合膜的导热系数可以是800w/mk、900k、1000w/mk、1100w/mk、1200w/mk和1300w/mk、1400w/mk和1500w/mk等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
87.在一些实施方式中，复合膜的拉伸强度为60mpa～120mpa，复合膜的拉伸强度具体可以是60mpa、70mpa、80mpa、90mpa、100mpa、110mpa和120mpa等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
88.本技术实施例还提供一种复合膜的制备方法，如图1所示，为本技术复合膜的制备流程图，包括以下步骤：
89.步骤s100、将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布处理得到氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜，其中，功能化碳纳米管包括羟基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和环氧化碳纳米管中的至少一种。
90.步骤s200、将氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜进行热处理去除含氧官能团后得到复合膜。
91.在上述技术方案中，本技术的复合膜采用含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料作为制备原料，一方面，能够抑制由于氧化石墨烯中的含氧官能团在高温下挥发造成的空穴和分层，从而能够有效减弱复合膜的膨胀问题，实现低膨胀度复合膜的制备。而且，石墨烯和功能化碳纳米管的加入，能够有效提高复合膜中浆料的固含量，进而提高复合膜的厚度，提高浆料的涂布效率及有利于批量化的生产。另一方面，本技术对含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布和热处理，浆料中的功能化碳纳米管通过功能化基团与氧化石墨烯及石墨烯表面及边缘的基团作用通过化学键作用负载在石墨烯的片层上，经过涂布处理自组装为层状结构，经过热处理工艺使得石墨烯和使得石墨烯片层之间的层间结合力提升至80gf～150gf。本技术复合膜的制备没有添加其他的分散剂、表面活性剂及粘结剂，没有杂质原子的引入，浆料均一性好。
92.在上述技术方案中，功能化碳纳米管的功能化官能团一方面能够均匀的分散在氧化石墨烯和石墨烯的片层间，提高分散均匀性，防止团聚；另一方面功能化碳纳米管的官能团的化学键作用可以增强石墨烯和碳纳米管之间的相互结合力，碳纳米管为一维的线状结构，石墨烯为二维的片层结构，一维的碳纳米管在二维的石墨烯片层之间起到良好的力学牵引作用，能够提升复合膜的结合力。如图2所示，当采用氨基化碳纳米管时，氨基化碳纳米管与氧化石墨上的羧基的酰胺发生脱水反应降低氧化石墨上的羧基官能团含量并中和酸性，有利于抑制复合膜的膨胀分层。
93.以下结合实施例具体介绍本技术的制备方法，包括以下步骤：
94.步骤s100、将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行涂布处理得到氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜，其中，所述功能化碳纳米管包括羟基化碳纳米管、氨基化碳纳米管和环氧化碳纳米管中的至少一种。
95.在一些实施方式中，涂布处理的设备包括自动涂布机。
96.在一些实施方式中，涂布处理后湿膜的厚度为2400mm～3500mm，厚度例如可以是2400mm、2500mm、2600mm、2700mm、2800mm、2900mm、3000mm、3100mm、3200mm、3300mm、3400mm和3500mm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
97.在一些实施方式中，涂布处理得到湿膜后需要对其进行烘干和分段裁切。
98.在一些实施方式中，烘干的温度为60℃～95℃，烘干温度例如可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃和95℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
99.在一些实施方式中，烘干的时间为6h～9h，烘干温度例如可以是6h、7h、8h和9h等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
100.在一些实施方式中，在进行步骤s100之前，还包括将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行脱泡处理的步骤。即先将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料进行脱泡处理，再进行涂布处理成膜。
101.在一些实施方式中，脱泡处理的设备包括在线式连续离心脱泡机。
102.在一些实施方式中，脱泡处理的温度为15℃～20℃，脱泡处理的温度例如可以是15℃、16℃、17℃、18℃、19℃和20℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
103.在一些实施方式中，脱泡处理的时间为10min～30min，脱泡处理的时间例如可以是10min、12min、15min、16min、17min、20min、22min、25min、27min、29min和30min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
104.在一些实施方式中，脱泡处理后测试所得物料的固含量和粘度，保证其符合涂布工艺条件。
105.在一些实施方式中，脱泡处理后的物料的固含量为5％～20％，固含量例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％和20％等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。将脱泡处理后的物料的固含量控制在上述范围内，有利于提升复合膜的厚度。
106.在一些实施方式中，脱泡处理后的物料的粘度为30000cps～70000cps，粘度例如可以是30000cps、40000cps、45000cps、50000cps、55000cps、60000cps、65000cps和70000cps，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。将脱泡处理后的物料的固含量控制在上述范围内，保证其复合涂布工艺条件。
107.在一些实施方式中，含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料包括以下步骤制备：
108.获取氧化石墨烯浆料，将氧化石墨烯浆料与石墨烯进行第一分散处理得到含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料。将含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料与功能化碳纳米管进行第二分散处理得到含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料。
109.具体地，获取氧化石墨烯浆料，取部分氧化石墨烯浆料配置形成氧化石墨烯分散液，将氧化石墨烯分散液与石墨烯混合，再加入剩余氧化石墨烯浆料进行均质处理含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料，将含有氧化石墨烯和石墨烯的浆料与功能化碳纳米管混合进行搅拌处理和研磨处理得到含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料。
110.在上述制备步骤中，本技术先获得氧化石墨烯浆料，再将部分氧化石墨烯浆料配置氧化石墨烯分散液，最后通过将石墨烯分散在氧化石墨烯分散液中使得氧化石墨烯与石墨烯充分接触，有利于提高石墨烯在氧化石墨烯/石墨烯混合浆料中的分散均匀性和稳定性。通过均质处理产生的强烈剪切、撞击、空穴和湍流涡旋作用，能够有效地剥离氧化石墨烯浆料中氧化石墨烯片层和石墨烯片层，进一步提高石墨烯在氧化石墨烯/石墨烯混合浆料中的分散均匀性。石墨烯和功能化碳纳米管的加入能够提高含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料的固含量，进一步提高后续涂布效率和单层膜的厚度；氧化石墨烯表面含有丰富的羟基、环氧基和羧基等官能团，在本技术中，氧化石墨烯不仅可以作为成膜物质，同时还作为分散粘接剂，有利于石墨烯片层的充分展开，有利于片层间横向分子间化学键的形成，在经过搅拌处理后石墨烯与功能化碳纳米管形成五元环结构和/或六元环结构，能够增强石墨烯片层之间的结合力。将功能化碳纳米管在第二步加入且不经过均质处理，目的是为了保持功能化碳纳米管良好的长径比，更好的增强石墨烯片层之间的作用力。在一些实施方式中，部分氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯的质量为石墨烯质量的0.01％～0.1％，具体地，部分氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯的质量为石墨烯质量的0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％和0.1％等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
111.在一些实施方式中，石墨烯通过机械剥离石墨烯、液相剥离石墨烯和还原氧化石墨烯中的至少一种得到。
112.在一些实施方式中，石墨烯的碳含量大于等于70％，石墨烯的碳含量具体可以是70％、73％、75％、80％、83％和85％等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。可以理解的，上述石墨烯为低氧化度石墨烯，可降低浆料中的氧含量，有效减弱因含氧官能团在高温热处理过程中大量挥发导致的膜高膨胀问题。
113.在一些实施方式中，氧化石墨烯分散液与石墨烯混合在搅拌条件下进行。搅拌条件的搅拌速度为3000rpm～5000rpm，搅拌速度具体可以是3000rpm、3300rpm、3500rpm、3700rpm、4000rpm、4200rpm、4500rpm、4800rpm和5000rpm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
114.在一些实施方式中，搅拌条件的搅拌时间为15min～60min，搅拌时间具体可以是15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min和60min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
115.在一些实施方式中，均质处理的压力为500bar～1250bar，均质处理的压力具体可
以是500bar、600bar、700bar、800bar、900bar、1000bar、1100bar、1200bar和1250bar等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
116.在一些实施方式中，均质处理的温度为10℃～25℃，均质处理的温度具体为10℃、12℃、15℃、17℃、20℃、22℃、24℃和25℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
117.在一些实施方式中，均质处理的次数为2次～4次，均质处理的次数具体可以是2次、3次和4次等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
118.在一些实施方式中，氧化石墨烯浆料通过将氧化石墨分散得到或者购买市面上售卖的氧化石墨烯浆料，当采用氧化石墨分散处理得到氧化石墨烯浆料时，采用碳含量小于70％的氧化石墨滤饼进行碾碎，再搅拌分散在去离子水中得到。
119.本技术的功能化碳纳米管的制备过程为现有技术，可制备或直接购买已经商业化的产品。
120.在一些实施方式中，氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的质量比为1：(0.1～1)：(0.01～0.1)，氧化石墨烯浆料中的氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的质量比具体可以是1：0.1：0.5、1：0.2：0.01、1：0.5：0.03、1：0.7：0.1、1：0.8：0.7、1：1：0.9和1：0.8：1等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。控制上述比例有利于提高浆料中功能化碳纳米管与氧化石墨烯、石墨烯的分散均匀性，功能化碳纳米管分散均匀有利于提高石墨烯片层之间的层间结合力，抑制膜的膨胀分层。氧化石墨烯浆料中的功能化碳纳米管添加量太少，导致制备的膜材料结合力较差，无法有效抑制膜的膨胀和分层；氧化石墨烯浆料中的功能化碳纳米管添加量太多，导致浆料的分散均匀性差，使得制备的膜材料的热导率性能较低。
121.在一些实施方式中，功能化碳纳米管包括单壁、双壁和多壁中的至少一种。
122.在一些实施方式中，功能化碳纳米管的管长为5μm～50μm，功能化碳纳米管的管长具体可以是5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm和50μm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
123.在一些实施方式中，功能化碳纳米管的管径为4nm～100nm，功能化碳纳米管的管径具体可以是4nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm和100nm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
124.在一些实施方式中，功能化碳纳米管的形貌包括缠绕式和阵列式中的至少一种。
125.在一些实施方式中，第二分散处理包括搅拌处理和研磨处理。
126.在一些实施方式中，搅拌处理的设备包括双行星搅拌机。
127.在一些实施方式中，研磨处理的设备包括砂磨机和球磨机中的至少一种。
128.在一些实施方式中，搅拌处理的搅拌速率为3000rpm～5000rpm，搅拌速率具体为3000rpm、3500rpm、4000rpm、4500rpm和5000rpm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
129.在一些实施方式中，搅拌处理的搅拌时间为15min～60min，搅拌时间例如可以是15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min和60min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
130.在一些实施方式中，研磨处理的速度为3000rpm～5000rpm，研磨速度例如可以是
3000rpm、3500rpm、4000rpm、4500rpm和5000rpm等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
131.在一些实施方式中，研磨处理的时间为15min～60min，研磨时间例如可以是15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min和60min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
132.在一些实施方式中，研磨处理的次数为2次～4次，研磨处理的次数例如可以是2次、3次和4次等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。多次研磨的目的是使功能化碳纳米管与石墨烯充分混合分散均匀。
133.在一些实施方式中，氧化石墨烯/石墨烯混合浆料的ph为6～8。具体地，由于氧化石墨的ph较低，呈酸性，为了不影响后续操作，在第二分散处理后通过滴加碱液的方式调节氧化石墨烯/石墨烯混合浆料的ph至中性。
134.步骤200、将氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜进行热处理去除含氧官能团后得到复合膜。
135.在一些实施方式中，热处理包括预处理、碳化处理和石墨化处理，即将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料依次进行预处理、碳化处理和石墨化处理，可以理解的，经热处理后的膜材料为单层膜材料，其包括层叠设置的石墨烯片层，石墨烯的片层之间通过功能化碳纳米管进行化学键c-c键连接。
136.在一些实施方式中，预处理的温度为100℃～400℃，预处理温度例如可以是100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃和400℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
137.在一些实施方式中，预处理的升温速率为5℃/min～10℃/min，升温速率例如可以是5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min和10℃/min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
138.在一些实施方式中，预处理的时间为5h～10h，预处理时间例如可以是5h、6h、7h、8h、9h和10h等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
139.在一些实施方式中，碳化和石墨化在同一设备中进行，对氧化石墨烯/石墨烯/功能化碳纳米管复合膜进行不间断的进行碳和石墨化处理，可以缩短热处理时间，降低能耗，缩减设备占地空间降低运营成本。
140.在一些实施方式中，碳化和石墨化所采用的设备包括一体化高温炉。
141.在一些实施方式中，碳化和石墨化处理的具体步骤为：首先在持续真空条件下升至1000℃～1500℃进行碳化处理，随后在保护性氛围中快速升温至2600℃～3100℃进行石墨化热处理。
142.在一些实施方式中，碳化处理的温度例如可以是1000℃、1100℃、1200℃、1300℃、1400℃和1500℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
143.在一些实施方式中，碳化处理的升温速率为5℃/min～30℃/min，升温速率例如可以是5℃/min、10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min和30℃/min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
144.在一些实施方式中，碳化处理的时间为5h～24h，碳化处理的具体时间可以是5h、8h、10h、12h、16h、20h和24h，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
145.在一些实施方式中，石墨化处理的温度为2600℃～3100℃，石墨化处理温度例如可以是2600℃、2700℃、2800℃、2900℃、3000℃和3100℃等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
146.在一些实施方式中，石墨化处理的时间为10h～72h，石墨化处理的时间具体可以是10h、15h、20h、24h、30h、36h、40h、48h、52h、60h、66h、70h和72h等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
147.在一些实施方式中，石墨化处理在保护性氛围中进行，保护性氛围包括氩气和氮气中的至少一种。
148.在一些实施方式中，石墨化热处理升温速率为10℃/min～30℃/min，升温速率例如可以是10℃/min、15℃/min、20℃/min、25℃/min和30℃/min等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
149.在本步骤中，将含有氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的浆料在石墨夹具中间隔石墨纸叠片后进行预处理，去除浆料中的含氧官能团，可以理解的，上述含氧官能团指的是氧化石墨烯和石墨烯中的含氧官能团，通过预处理能够减少材料中的含氧官能团，从而避免再后续高温热处理过程(碳化和石墨化)中出现高膨胀的问题，抑制由于氧化石墨烯官能团在高温下挥发造成的空穴和分层。
150.在一些实施方式中，经过热处理后可将得到的一个或多个单层膜材料进行压实处理得到复合膜。
151.在一些实施方式中，压实处理的衬底为高分子材料衬底，高分子材料衬底包括聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和定向聚丙烯中的至少一种。
152.在一些实施方式中，压实处理的设备包括对辊压延机。
153.在一些实施方式中，压实处理的压力为2mpa～50mpa，压力例如可以是2mpa、5mpa、10mpa、20mpa、30mpa、40mpa和50mpa等，当然也可以是上述范围内的其它值，在此不做限定。
154.本技术的制备方法，采用氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的复配能够降低浆料的含氧量从而有效抑制导热复合膜的膨胀，提高了石墨烯导热复合膜的产品良率，同时通过氧化石墨烯、石墨烯和功能化碳纳米管的复配，以及调节整个复合膜的生产工艺，制备高固含量复合浆料，实现涂布效率的提升以及厚膜的制备；此外，功能化碳纳米管的加入在石墨烯片层间起到了连接作用，通过热处理步骤有效提高了石墨烯片层之间的层间结合力，为后续石墨烯导热膜卷材的生产奠定基础。
155.本技术实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括上述制备的复合膜。
156.下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。其中，本发明实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
157.实施例1
158.(1)在双行星搅拌机料缸中称取300g固含量为70％的氧化石墨滤饼块体碾碎后稀释分散在2000ml的去离子水中，并以30rmp/min的搅拌速度搅拌均匀得到氧化石墨烯浆料；取其中25g氧化石墨烯浆料加入150g水得到浓度为1％的氧化石墨烯分散液，向氧化石墨烯分散液中加入120g石墨烯(碳含量为98％)以2000rmp/min的搅拌速度搅拌均匀，再加入剩余的氧化石墨烯浆料经过高压均质得到氧化石墨烯/石墨烯混合浆料；随后向氧化石墨烯/石墨烯浆料中加入12g氨基化碳纳米管和50ml氨水得到ph为7，并维持3000rmp/min搅拌1h，
之后以3000rmp/min研磨30min，得到固含为11.4％、粘度为40000cps氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管混合浆料。
159.(2)将上述所得氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管复合浆料在0.4mm厚，300目的丙纶网格滤布上以3mm的涂布高度，0.4m/min的涂布速度进行涂布，湿膜厚度为3000mm，烘烤温度90℃烘烤时间6h，得到氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管原膜。
160.(3)将上述所得氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管原膜在100℃进行预处理，升温速率10℃/min，烘烤6h，得到氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管预处理膜；
161.(4)将氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管预处理膜至于一体化高温炉中进行热处理，在1500℃进行真空碳化还原热处理，升温速率为30℃/min，随后在炉体内充入高纯氩气并快速升温至3100℃进行石墨化热处理得到单层膜材料，升温速率为20℃/min，烘烤72h。
162.(5)采用对辊压延机，将热处理后的单层膜材料在pet衬底上进行压实处理，压实处理的压力为50mpa，即得复合膜。
163.上述实施例中，步骤(1)中氧化石墨烯、石墨烯和氨基化碳纳米管的添加质量比为1：1：0.05。
164.如图3所示，为本技术实施例1氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管复合浆料的afm图，由图3可知：本技术实施例1制备的氧化石墨烯/石墨烯/氨基化碳纳米管复合浆料，氨基化碳纳米管和石墨烯分散均匀，未团聚。
165.如图4所示，为本技术实施例1复合膜的sem图。如图4所示，碳纳米管均匀穿插在石墨烯片层间。
166.如图5所示，为本技术实施例1中石墨烯/碳纳米管复合膜的层间剥离力数据图，如图5可知：实施例1的复合膜的平均剥离力(即层间结合力)为110gf。
167.实施例2
168.与实施例1不同的是，步骤(1)中氧化石墨烯、石墨烯和氨基化碳纳米管的添加质量比为1：0.02：0.005。
169.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
170.实施例3
171.与实施例1不同的是，步骤(1)中氧化石墨烯、石墨烯和氨基化碳纳米管的添加质量比为1：1：0.1。
172.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间通过纳米管连接，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
173.实施例4
174.与实施例1不同的是，步骤(1)中氧化石墨烯、石墨烯和氨基化碳纳米管的添加质量比为1：5：0.2。
175.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间通过连接，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
176.实施例5
177.与实施例1不同的是，步骤(1)中“氨基化碳纳米管”替换为“羟基化碳纳米管”。
178.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
179.实施例6
180.与实施例1不同的是，步骤(1)中“氨基化碳纳米管”替换为“环氧化碳纳米管”。
181.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
182.实施例7
183.与实施例1不同的是，不进行步骤(3)预处理的步骤。
184.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
185.实施例8
186.与实施例1不同的是，步骤(1)中将氧化石墨烯浆料与石墨烯混合进行高压均质得到氧化石墨烯/石墨烯混合浆料。
187.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
188.实施例9
189.与实施例1不同的是，步骤(4)中碳化温度为950℃。
190.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
191.实施例10
192.与实施例1不同的是，步骤(4)中碳化温度为1000℃。
193.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
194.实施例11
195.与实施例1不同的是，步骤(4)中碳化温度为1300℃。
196.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
197.实施例12
198.与实施例1不同的是，步骤(4)中石墨化热处理的温度为2500℃。
199.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
200.实施例13
201.与实施例1不同的是，步骤(4)中石墨化热处理的温度为2600℃。
202.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
203.实施例14
204.与实施例1不同的是，步骤(4)中石墨化热处理的温度为2800℃。
205.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
206.实施例15
207.与实施例1不同的是，步骤(4)中石墨化热处理的温度为3200℃。
208.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
209.实施例16
210.与实施例1不同的是，石墨烯的碳含量为90％。
211.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
212.实施例17
213.与实施例1不同的是，石墨烯的碳含量为80％。
214.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
215.实施例18
216.与实施例1不同的是，石墨烯的碳含量为63％。
217.本实施例制得的复合膜中，石墨烯层叠设置，石墨烯的片层之间连接有碳纳米管，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
218.对比例1
219.本对比例提供的一种纯石墨烯膜，制备方法如下：
220.(1)在双行星搅拌机料缸中称取100g固含量为70％的氧化石墨滤饼块体碾碎后稀释分散在2000ml的去离子水中并以30rmp/min的搅拌速度搅拌均匀，随后高压均质得到氧化石墨烯浆料；加入19.31ml氨水得到ph为7，并维持30rmp/min搅拌1h，之后以120rmp/min搅拌速度，5000rmp/min分散速度搅拌分散2h，得到固含为5％，粘度为50000cps氧化石墨烯浆料。
221.(2)将上述所得氧化石墨烯浆料在0.4mm厚，300目的丙纶网格滤布上以3mm的涂布高度，0.4m/min的涂布速度进行涂布，湿膜厚度为2400mm，烘烤温度90℃烘烤时间8h，得到氧化石墨烯原膜。
222.(3)将上述所得原膜在400℃进行预处理，升温速率10℃/min，烘烤6h，得到氧化石墨烯预处理膜；
223.(4)将上述所得预处理膜至于一体化高温炉中进行热处理，在1500℃进行真空碳化还原热处理，升温速率为30℃/min，随后在炉体内充入高纯氩气并快速升温至3100℃进行石墨化热处理，升温速率为20℃/min，烘烤72h。
224.(5)采用对辊压延机，将石墨化处理后的在pet衬底上进行压实处理，压力为50mpa，即得石墨烯膜。
225.本对比例制得的复合膜中，厚度、拉伸强度、层间结合力的数值见表1。
226.性能测试
227.1、结合力方法测试：参考gb/t2792膜原材双面贴tesa胶带，一面撕掉离型纸固定在钢板上，一面做180
°
剥离，剥离速度300mm/min，取稳定段的平均值。
228.2、拉伸强度测试方法依据gb/t 1040.1-2018，通过微机控制电子万能试验机进行实验。
229.3、浆料的固含量采用称重法测试，对脱泡处理后的物料的上中下三层分别进行取样6～10g，每层取样数量为2个，将取得的样本放置于烘箱中110℃烘烤4～6h，烘烤后测量每个样本的重量，通过烘烤前后的质量差计算物料的固含量。
230.4、浆料的粘度采用粘度计测试。测试数据见表1。
231.表1.实施例和对比例制备的复合膜的性能测试
232.[0233][0234]
由表1数据可知：本技术通过氧化石墨烯、石墨烯及碳纳米管的复配，结合高温热处理工艺优化，有效减弱因含氧官能团在高温热处理过程中大量挥发导致的高膨胀问题，实现低膨胀度厚膜产品的制备，本技术制备的复合膜，浆料固含量较高，复合膜膜层之间结合力强，单层膜厚度较厚，能够提高涂布工艺，可实现复合膜的批量化生产。
[0235]
如图6所示，为本技术实施例1与对比例1制备的复合膜的力学性能对比图，对比例1直接采用氧化石墨为原料制备复合导热膜，其拉伸强度明显小于本技术实施例1制备的膜材料，具体地，实施例1的复合膜的拉伸强度100mpa，是对比例1纯石墨烯膜的近5倍，表明本技术的复合膜结合力强，可作为石墨烯卷材膜的材料。
[0236]
在实施例1～4中，石墨烯及功能化碳纳米管的添加质量比太小(实施例2)，导致不能有效抑制膨胀，导致膜的层间结合力较弱；石墨烯及功能化碳纳米管的添加质量比太大(实施例4)，会造成分散难度增大，膜均匀性变差，导致膜层间结合力不能得到有效提升。
[0237]
在实施例7中，不进行步骤(3)的预处理，制备的复合膜膨胀过大，导致复合膜易破碎断裂。
[0238]
在实施例8中，对于氧化石墨烯浆料不进行分散直接与石墨烯混合，制备的复合膜存在分散均匀性差及膜性能偏低。
[0239]
在实施例1、9～11中，碳化温度太小(实施例9)，制备的复合膜存在官能团去除不完全，复合膜导热率性能偏低的缺点。
[0240]
在实施例1、12～15中，石墨化温度太小(实施例12)，制备的复合膜存在石墨化程度低，热导率性能差的缺点。石墨化温度太大(实施例15)，制备的复合膜存在刚性太强，且制备过程耗能高的缺点。
[0241]
在实施例1、16～18中，石墨烯的碳含量太低(实施例18)，制备的复合膜存在高膨胀易破裂问题。
[0242]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修
改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
[0243]
本技术虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本技术构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本技术的保护范围应当以本技术权利要求所界定的范围为准。