[发明专利]一种高石墨化石墨厚膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备纳米片层材料掺杂聚酰亚胺薄膜：

方法1：将纳米片层材料和二胺分别加入到有机溶剂中，再将两者混合，继续加入二酐进行反应，将得到的聚酰胺酸溶液涂到载体上，进行干燥和热酰亚胺化处理，得到纳米片层材料掺杂聚酰亚胺薄膜；

方法2：将纳米片层材料和聚酰亚胺材料分别加入到有机溶剂中，再将两者混合，将得到的聚酰亚胺胶液涂到载体上，进行干燥处理，得到纳米片层材料掺杂聚酰亚胺薄膜；

(2)将纳米片层材料掺杂聚酰亚胺薄膜进行碳化处理；

(3)将碳化后的样品进行石墨化处理，得到高石墨化石墨厚膜。

2.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，所述纳米片层材料为氮化碳纳米片、氮化硼纳米片、石墨烯纳米片、氧化石墨烯纳米片、氧化石墨炔粉末、碳化钛纳米片、乙炔炭黑中的一种；在步骤(1)中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、γ-丁内酯、六甲基磷酰胺、二甲基亚砜、间甲酚中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的方法1中，所述二胺为芳香族二胺和脂肪族二胺中的一种或多种，所述二酐为含芳香环的二酐单体；所述二胺和二酐的摩尔比为1:1～1:1.05；所述聚酰胺酸溶液中的聚酰胺酸占所述有机溶剂的质量的10～25％；所述纳米片层材料占所述聚酰胺酸的质量的0.1～10％。

4.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的方法1中，所述加入二酐进行反应是在通入保护气体后进行；所述反应的温度为-10～60℃，时间为4～72h。

5.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的方法1中，所述干燥处理的温度为80～150℃，时间为1～2h，所述热酰亚胺化处理为先升温至200～250℃，保持0.5～1h，再升温至300～400℃，保持0.5～1h；所述纳米片层材料掺杂聚酰亚胺薄膜的厚度为80～250μm。

6.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的方法2中，所述聚酰亚胺材料为可溶于所述有机溶剂的聚酰亚胺，所述聚酰亚胺胶液中的聚酰亚胺占所述有机溶剂的质量的10～25％，所述纳米片层材料占所述聚酰亚胺的质量的0.1～10％。

7.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)的方法2中，所述干燥处理的温度为80～150℃，时间为1～2h。

8.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述碳化处理的终点温度为900～1200℃，升温速率为1～5℃/min，达到终温后保持1～5h。

9.根据权利要求1所述的一种高石墨化石墨厚膜的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述石墨化处理的终点温度为2800～3000℃，升温速率为5～10℃/min，达到终温后保持2～3h。

10.一种如权利要求1～9任一项所述制备方法制得的高石墨化石墨厚膜，所述石墨厚膜的厚度为75～150μm。