(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210892931.1 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 北京中石伟业科技无锡有限公司 地址 214000 江苏省无锡市新吴区净慧东 道199 申请人 北京中石伟业科技股份有限公司 　 北京中石伟业科技宜兴有限公司 　 无锡中石库洛杰科技有限公司 (72)发明人 陈曲　唐文军　于晓东　吴晓宁　 朱光福　 (74)专利代理 机构 无锡市兴为专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 32517 专利代理师 屠志力 (51)Int.Cl. C01B 32/184(2017.01)C01B 32/194(2017.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 石墨烯泡沫柱的制备方法和石墨烯散热材 料及其制备方法 (57)摘要 本发明提供一种石墨烯 泡沫柱的制备方法， 包括以下步骤： 步骤S1， 收卷氧化石墨烯膜： 将氧 化石墨烯膜收紧在石墨柱上得到柱状体， 并用外 套筒套住所述柱状体， 然后抽出所述石墨柱， 得 到氧化石墨烯卷材； 步骤S2， 制备石墨烯泡沫柱： 将步骤S1中所述氧化石墨烯卷材热处理和石墨 化处理， 得到石墨烯泡沫柱。 本发明还提供石墨 烯散热材料及其制备方法， 石墨烯散热材料纵向 导热率高。 本发明中利用高温高压条件下、 石墨 烯层间范德瓦尔斯结合力进行连接制备石墨烯 泡沫柱， 无需引入胶粘剂， 制备工艺简单， 成本低 廉。 本发明可制备厚度可控的石墨烯散热材料， 适用于不同尺寸要求， 产品可加工性强， 且制备 得到的石墨烯散热 材料导热性能优异。 权利要求书1页 说明书6页 附图1页 CN 115215330 A 2022.10.21 CN 115215330 A 1.一种石墨烯泡沫 柱的制备 方法， 其特 征在于,包括以下步骤： 步骤S1， 收卷氧化石墨烯膜： 将氧化石墨烯膜收紧在长度为100～500mm、 直径为3～ 10mm的石墨柱上得到柱状体， 并用外套筒套住所述柱状体， 然后抽出所述石墨柱， 得到氧化 石墨烯卷 材； 步骤S2， 制备石 墨烯泡沫柱： 将步骤S1中所述氧化石 墨烯卷材先在300℃下进行热处理 10～30h， 再在270 0～3000℃下进行石墨化处 理2～15h， 得到石墨烯泡沫 柱。 2.如权利要求1所述的石墨烯泡沫 柱的制备 方法， 其特 征在于， 步骤S1中， 所述氧化石墨烯 膜的长度为10～10 0m、 宽度为5 0～300mm； 所述柱状 体的直径为5 0～200mm。 3.如权利要求1所述的石墨烯泡沫 柱的制备 方法， 其特 征在于， 步骤S1中， 所述外套 筒的直径不小于所述柱状 体的直径； 所述外套 筒的材质选用石墨、 不锈钢 、 陶瓷中的一种。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的石墨烯泡沫 柱的制备 方法， 其特 征在于， 所述石墨烯泡沫 柱的直径为75～3 00mm； 所述石墨烯泡沫 柱的密度为0.1～0.3g/ ㎝3。 5.一种石墨烯散热材料的制备方法， 其特征在于,所述石墨烯散热材料为石墨烯散热 片， 包括以下步骤： 沿径向等间隔切割如权利要求1所述制备方法制备得到的石墨烯泡沫柱， 得到厚度一 致的石墨烯泡沫饼， 再沿轴向压延所述石墨烯泡沫饼， 得到石墨烯散热片。 6.如权利要求1所述的石墨烯散热 材料的制备 方法， 其特 征在于， 所述石墨烯泡沫饼的厚度为1～10m m； 压延的压力为10～10 0MPa。 7.一种石墨烯散热材料， 其特征在于， 所述石墨烯散热材料为石墨烯散热片， 所述石墨 烯散热片通过如权利要求5或6所述的制备 方法制成。 8.一种石墨烯散热材料的制备方法， 其特征在于,所述石墨烯散热材料为石墨烯组合 结构， 包括以下步骤： 在石墨烯发泡块体上开设贯穿孔， 将权利要求1所述制备方法制备得到的石墨烯泡沫 柱镶嵌入所述 孔中， 再进行压延处 理， 得到石墨烯组合结构。 9.如权利要求1所述的石墨烯散热 材料的制备 方法， 其特 征在于， 所述石墨烯发泡 块体的宽度为10 0～400mm， 长度为375～1875m m， 厚度为3～10m m； 所述石墨烯发泡块体上设有4～5个孔， 任一孔沿厚度方向贯穿所述石墨烯发泡块体， 任一孔的孔径为80～3 00mm； 压延的压力为10～10 0MPa。 10.一种石墨烯散热材料， 其特征在于， 所述石墨烯散热材料为石墨烯组合结构， 所述 石墨烯组合结构通过如权利要求8或9所述的制备 方法制成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115215330 A 2石墨烯泡沫柱的制备方 法和石墨烯散热材料及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明散热材料制备技术领域， 尤其涉及石墨烯泡沫柱的制备方法和石墨烯散热 材料及其制备 方法。 背景技术 [0002]随着5G时代来临， 开发高性能的热管理材料以消除平面内和平面外的过量热量， 以保持电子设备 的高效运行和延长其寿命， 是一个特别值得关注的问题。 石墨烯作为一种 二维蜂窝晶格sp2杂化的碳材料， 由于其优异的理论热导率， 被认 为是一种很有 前途的散热 材料。 [0003]然而， 目前石墨烯泡沫材料的制 备过程略繁琐， 且制 备的石墨烯导热膜的产品存 在一定的缺陷： 由于石墨烯是各向异性材料， 虽然水平 导热率高达1500W/ m·K， 但纵向导热 率只有5～8W/ m·K， 这让石墨烯散热膜在使用时需搭配界面导热材料来填补纵向导热的不 足， 增加了使用的成本 。 [0004]现有技术中， 专利CN113147115A将石墨烯泡棉层层叠加， 层与层之间通过含有导 热填料的胶黏剂粘接， 沿着层叠方向切割成片材， 得到导热垫片， 增加纵向导热率； 专利 CN114106561A将导热垫片卷曲或折叠起来， 并且确保卷曲后的石墨烯 泡棉层与层之间留有 用于注入胶黏剂的空隙， 然后往层与层之间的所述空隙中注入胶粘剂， 经过中高温固化形 成石墨烯导热垫片， 以提高纵向导热率。 以上方法都需要加入胶黏剂将石墨烯散热膜粘结 起来， 既增加成本， 又降低效率， 且 对环境有不利影响。 发明内容 [0005]本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足， 提供石墨烯泡沫柱的制备方法 和石墨烯散热材料及其制备方法， 石墨烯泡沫柱制备工艺简单、 成本低廉， 且无需引入胶粘 剂， 石墨烯散热材料纵向导热性能优异。 为 实现以上技术目的， 本发明实施例采用的技术方 案是： [0006]第一方面， 本发明实施例提供了一种石墨烯泡沫 柱的制备 方法， 包括以下步骤： [0007]步骤S1， 收卷氧化石墨烯膜： 将氧化石墨烯膜收紧在长度为100～500mm、 直径为3 ～10mm的石墨柱上得到柱状体， 并用外套筒套住所述柱状体， 然后抽出所述石墨柱， 得到氧 化石墨烯卷 材； [0008]步骤S2， 制备石墨烯泡沫柱： 将步骤S1中所述氧化石墨烯卷材先在300℃下进行热 处理10～30h， 再在270 0～3000℃下进行石墨化处 理2～15h， 得到石墨烯泡沫 柱。 [0009]进一步地， 步骤S1中， 所述氧化石墨烯 膜的长度为10～10 0m、 宽度为5 0～300mm； [0010]所述柱状 体的直径为5 0～200mm。 [0011]进一步地， 步骤S1中， 所述外套 筒的直径不小于所述柱状 体的直径； [0012]所述外套 筒的材质选用石墨、 不锈钢 、 陶瓷中的一种。 [0013]进一步地， 所述石墨烯泡沫 柱的直径为75～3 00mm；说　明　书 1/6 页 3 CN 115215330 A 3