CN113026412A - 一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法 - Google Patents

一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，属于导热材料技术领域，解决高温石墨化处理后石墨薄膜边角料再利用的技术问题，本发明将人工石墨边角料加工成长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维，然后通过湿法造纸工艺制成一定厚度的原纸，将原纸通过挤压的方式压制成致密薄片状，最终干燥后成为导热石墨薄膜。所得导热石墨薄膜的外加剂含量低，石墨纤维通过相互搭界形成导热通路，因此所得导热石墨薄膜可以具有较高的热导率。采用本发明提供的方法得到的导热石墨薄膜，具有较高的体积密度和热导率，在厚度和导热能力上处于人工石墨薄膜和天然石墨薄膜之间，填补了这一区域的空白，丰富了热控设计的选择。

Description

一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法
技术领域
本发明属于导热材料技术领域，具体涉及一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法。
背景技术
人工石墨薄膜是以聚酰亚胺薄膜为前驱体，通过高温热处理的方式形成的高结晶性石墨薄膜，其平面热导率可达1500W/mK以上，厚度多为20~60μm。在生产人工石墨薄膜的过程中，切片、裁边等工艺会造成大量废弃的细条状的人工石墨薄膜边角料，这些细条状的人工石墨薄膜边角料属于固体废物，其处理和回收都成为行业共性问题。
以现有的商业化人工石墨薄膜或者人工石墨薄膜边角料为原料，将其组装为厚度更大的复合物在理论上具有可行性。但人工石墨薄膜及其边角料都经过了高温石墨化处理，石墨薄膜表面几乎不含有官能团，化学反应活性极低。因此，单纯以石墨薄膜为原料，很难直接组装成具有一定厚度和强度的复合物。
除此之外，目前本领域研究人员通常将碳纤维纸，即是将短切碳纤维加入到纸浆中，利用抄纸工艺制成无取向性的碳纤维纸状薄片。杨永岗（中国专利申请号为：200410012492.2）等人将短切纤维加入纸浆中，利用湿法抄纸的工艺制备了体积密度达0.45g/cm3，厚度为0.1~0.5mm的碳纤维薄片，其导电性可达0.05Ω·cm；另有研究者（中国专利公开号为：CN106436439A）在湿法抄纸的过程中，加入树脂粘结剂增强其结合强度。但上述方法制得的碳纤维纸大多是多孔材料，体积密度在0.45g/cm3以下，热导率一般在20W/mK以下，主要用途是燃料电池隔膜或电热材料等，不具有导热材料性能，现有碳纤维纸无法提供导热材料性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决高温石墨化处理后石墨薄膜边角料再利用的技术问题，本发明提供一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法。本发明提供的方法得到的导热石墨薄膜相较天然石墨薄膜，具有较高的体积密度和热导率。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，包括以下步骤：
S1、将人工石墨薄膜边角料依次进行破碎和亲水改性，得到亲水短切石墨纤维，亲水短切石墨纤维的长度为6~10mm；
S2、将步骤S1制得的亲水短切石墨纤维、纸浆、分散剂和水混均匀合，将所得混合物进行疏解，得到混合浆料；其中，亲水短切石墨纤维、纸浆和分散剂的总质量与水的质量比为1:(1~5)，亲水短切石墨纤维的质量占亲水短切石墨纤维和纸浆总质量的60~90%，分散剂的质量为亲水短切石墨纤维和纸浆总质量的1~5%；
S3、将步骤S2制得的混合浆料依次进行网部抄纸和一次干燥，得到原纸；
S4、在步骤S3制得的原纸的表面施加粘结剂，粘结剂中溶质与原纸的质量比为（1~10）：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸层叠后依次进行挤压和二次干燥，得到导热石墨薄膜；所述挤压的方向为垂直于纸面方向。
进一步地，所述步骤S1中，亲水改性为偶联剂改性、氧等离子体改性或者硝酸改性。
进一步地，所述步骤S2中，分散剂为羧甲基纤维素或羧乙基纤维素。
进一步地，所述步骤S2中，疏解在搅拌的条件下进行，搅拌的速率为1000~5000rpm，搅拌时间为1~30min。
进一步地，所述步骤S3中，制得的原纸的厚度为0.3~1.5mm。
进一步地，所述步骤S4中，所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液的质量百分含量为3~10wt.%。
进一步地，所述步骤S4中，挤压后原纸的变形量为33~70%。
进一步地，所述步骤S3中一次干燥与步骤S4中二次干燥的干燥温度均为80~130℃，干燥时间均为10~100min。
进一步地，所述步骤S4制得的导热石墨薄膜的厚度为0.1~1mm，体积密度为0.3~0.8g/cm3，热导率为400~600W/mK。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明将人工石墨边角料加工成长度为6~10mm的短纤维状，然后通过湿法造纸工艺制成一定厚度的原纸，将原纸通过挤压的方式压制成致密薄片状，最终干燥后成为导热石墨薄膜。所得导热石墨薄膜中石墨纤维通过相互搭界形成导热通路，因此所得导热石墨薄膜具有较高的热导率。以本发明所提供的方法制备得到的导热石墨薄膜，在厚度和导热能力上处于人工石墨薄膜和天然石墨薄膜之间，填补了这一区域的空白，丰富了热控设计的选择。
实验结果表明，采用本发明提供的方法得到的导热石墨薄膜的厚度达到0.1~0.7mm，体积密度达到0.51~0.80g/cm3，热导率达到443~565W/mK，具有较高的体积密度和优良的热导率，可以满足导热材料性能需求。
具体实施方式
本发明提供了一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，包括以下步骤：
S1、将人工石墨薄膜边角料依次进行破碎和亲水改性，得到亲水短切石墨纤维；所述亲水短切石墨纤维的长度为6~10mm；
S2、将所述亲水短切石墨纤维、纸浆、分散剂和水混合，将所得混合物进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料依次进行网部抄纸和一次干燥，得到原纸；
S4、在所述原纸的表面施加粘结剂后，将所得表面施加了粘结剂的原纸层叠后依次进行挤压和二次干燥，得到所述导热石墨薄膜；所述挤压的方向为垂直于纸面方向。
在本发明中，若无特殊说明，所述方法中各原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将人工石墨薄膜边角料依次进行破碎和亲水改性，得到亲水短切石墨纤维；所述亲水短切石墨纤维的长度为6~10mm。
本发明对所述人工石墨薄膜边角料的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。
本发明对所述破碎没有特殊限定，以能够将所述人工石墨薄膜破碎为短切石墨纤维即可。在本发明中，所述亲水改性优选包括偶联剂改性、氧等离子体改性或硝酸改性。
在本发明中，所述偶联剂改性的方法优选为将所述短切石墨纤维浸泡于偶联剂中后，于无水环境烘干。在本发明中，所述偶联剂改性中偶联剂优选为硅烷偶联剂，具体的，如硅烷偶联剂K-550。在本发明中，所述偶联剂与短切石墨纤维的质量比优选为（1~5）：100。在本发明中，所述烘干的温度优选为80~130℃，更优选为120℃；时间优选为10~50min，更优选为10min。
在本发明中，所述氧等离子体改性的时间优选为50~70s，更优选为60s。在本发明中，所述氧等离子体改性的方法优选为等离子体辐照法；本发明对所述等离子体辐照法没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的等离子体辐照法即可。
在本发明中，所述硝酸改性的方法优选为将所述短切石墨纤维于硝酸中浸泡后清洗至中性。在本发明中，所述硝酸的浓度优选为65~70wt.%，更优选为68wt.%。在本发明中，所述浸泡的时间优选为1~2h。本发明对所述清洗没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的清洗方法即可。
本发明通过亲水改性，增加所述短切石墨纤维表面的极性官能团数量，提高其亲水性能。
在本发明中，所述改性石墨纤维的长度为6~10mm，优选为7~9mm。
得到改性石墨纤维后，本发明将所述改性石墨纤维、纸浆、分散剂和水混合，将所得混合物进行疏解，得到混合浆料。
在本发明中，所述改性石墨纤维的质量优选占改性石墨纤维和纸浆总质量的60~90%，更优选为65~85%。在本发明中，所述亲水短切石墨纤维、纸浆和分散剂的总质量与水的质量比优选为1：（1~5），更优选为1：（1.5~4.5）。在本发明中，所述纸浆的浓度优选为2~5wt.%，更优选为3~4wt.%，最优选为3wt.%。本发明对所述纸浆的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的纸浆来源即可，具体的，如市售购买。在本发明中，所述分散剂优选为羧甲基纤维素或羧乙基纤维素。在本发明中，所述分散剂的质量为改性石墨纤维和纸浆总质量的1~5%，更优选为1~4%。本发明对所述混合的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合即可，具体的，如搅拌。
在本发明中，所述疏解优选在搅拌的条件下进行；所述搅拌的速率优选为1000~5000rpm，更优选为2000~4000rpm；时间优选为1~30min，更优选为10~30min。
得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料依次进行网部抄纸和一次干燥，得到原纸。
本发明对所述网部抄纸的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的湿法抄纸中的网部抄纸工艺即可。
在本发明中，所述一次干燥的温度优选为80~130℃，更优选为90~120℃；时间优选为10~100min，更优选为30~70min。在本发明中，单张原纸的厚度优选为0.3~1.5mm，更优选为0.4~1.3mm。在本发明中，所述一次干燥的设备优选为烘箱。
得到原纸后，本发明在所述原纸的表面施加粘结剂后，将所得表面施加了粘结剂的原纸层叠后依次进行挤压和二次干燥，得到所述导热石墨薄膜；所述挤压的方向为垂直于纸面方向。
在本发明中，所述粘结剂优选为聚乙烯醇水溶液；所述聚乙烯醇水溶液的质量百分含量优选为3~10wt.%，更优选为4~8wt.%。在本发明中，所述粘结剂中溶质与原纸的质量比优选为（1~10）：100，更优选为（2~5）：100。在本发明中，所述粘结剂在所述原纸的表面的施加方法优选为喷涂；本发明对所述喷涂没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的喷涂工艺即可。
在本发明中，所述挤压的设备优选为双辊辊压机。本发明通过调节所述双辊辊压机中双辊之间的间隙，控制原纸挤压后的厚度。在本发明中，所述挤压后原纸的变形量优选为33~70%。
在本发明中，所述二次干燥的温度优选为80~130℃，更优选为90~120℃；时间优选为10~100min，更优选为30~70min。在本发明中，所述二次干燥的设备优选为烘箱。
在本发明中，所述导热石墨薄膜的厚度优选为0.1~1mm，更优选为0.1~0.7mm；体积密度优选为0.3~0.8g/cm3，更优选为0.5~0.8g/cm3；热导率优选为400~600W/mK，更优选为440~570W/mK。
由本发明提供的方法制备得到的导热石墨薄膜，在厚度和导热能力上处于人工石墨薄膜和天然石墨薄膜之间（人工石墨薄膜的厚度为60μm以下，热导率为700~1500W/mK；天然石墨薄膜的厚度为0.1~0.3mm，热导率仅300W/mK），填补了这一区域的空白，丰富了热控设计的选择，可用于电子设备的均温和散热。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下各实施例所用试剂均为市售。
实施例1
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，将短切石墨纤维浸泡于硅烷偶联剂K-550中，于无水环境烘干，其中硅烷偶联剂K-550占人工石墨薄膜边角料的1wt.%，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将60质量份的亲水短切石墨纤维、40质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和5质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为1.5mm的原纸；
S4、所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.7mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例2
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎后为短切石墨纤维，将短切石墨纤维浸泡于硅烷偶联剂K-550中，于无水环境烘干，其中硅烷偶联剂K-550占人工石墨薄膜边角料的1wt.%，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将70质量份的亲水短切石墨纤维、30质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和5质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为1mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.5mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例3
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，将短切石墨纤维浸泡于硅烷偶联剂K-550中，于无水环境烘干，其中硅烷偶联剂K-550占人工石墨薄膜边角料的1wt.%，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将80质量份的亲水短切石墨纤维、20质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和1质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为0.5mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.35mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例4
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，采用等离子体辐照法利用氧等离子体对短切石墨纤维进行氧等离子体改性60s，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将90质量份的亲水短切石墨纤维、10质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和1质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为0.5mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.28mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例5
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，采用等离子体辐照法利用氧等离子体对短切石墨纤维进行氧等离子体改性60s，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将80质量份的亲水短切石墨纤维、20质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和1质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为0.3mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.1mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例6
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，采用浓硝酸对短切石墨纤维进行硝酸浸泡2h后清洗至中性，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将90质量份的亲水短切石墨纤维、10质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和1质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为0.6mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.25mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
实施例7
S1、将人工石墨薄膜边角料破碎为短切石墨纤维，采用浓硝酸对短切石墨纤维进行硝酸浸泡2h后清洗至中性，得到长度为6~10mm的亲水短切石墨纤维；
S2、将80质量份的亲水短切石墨纤维、20质量份的针叶木硫酸盐木浆（浓度为3wt.%）和1质量份的羧甲基纤维素混合，将所得混合物在3000rpm转速条件下搅拌30min进行疏解，得到混合浆料；
S3、将所述混合浆料进行网部抄纸后于120℃条件下干燥1h，得到厚度为0.45mm的原纸；
S4、在所得原纸的表面喷涂质量百分含量为5wt.%的粘结剂聚乙烯醇水溶液，其中，粘结剂于原纸的质量比为3：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸在双辊辊压机上进行挤压，得到厚度为0.19mm的薄片，最后将所得薄片在120℃温度条件下干燥1h，得到导热石墨薄膜。
按照GB/T451.3-2002对实施例1~7所得导热石墨薄膜的体积密度和热导率进行测试，所得测试结果见表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
由表1可见，由本发明提供的方法得到的导热石墨薄膜的体积密度达到0.51~0.80g/cm3，热导率达到443~565W/mK，具有较高的密度和良好的热导率。
以本发明所提供的方法制备得到的导热石墨薄膜，在厚度和导热能力上处于人工石墨薄膜和天然石墨薄膜之间，填补了这一区域的空白，丰富了热控设计的选择。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将人工石墨薄膜边角料依次进行破碎和亲水改性，得到亲水短切石墨纤维，亲水短切石墨纤维的长度为6~10mm；
S2、将步骤S1制得的亲水短切石墨纤维、纸浆、分散剂和水混均匀合，将所得混合物进行疏解，得到混合浆料；其中，亲水短切石墨纤维、纸浆和分散剂的总质量与水的质量比为1:(1~5)，亲水短切石墨纤维的质量占亲水短切石墨纤维和纸浆总质量的60~90%，分散剂的质量为亲水短切石墨纤维和纸浆总质量的1~5%；
S3、将步骤S2制得的混合浆料依次进行网部抄纸和一次干燥，得到原纸；
S4、在步骤S3制得的原纸的表面施加粘结剂，粘结剂中溶质与原纸的质量比为（1~10）：100，然后将所得表面施加了粘结剂的原纸层叠后依次进行挤压和二次干燥，得到导热石墨薄膜；所述挤压的方向为垂直于纸面方向。
2.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S1中，亲水改性为偶联剂改性、氧等离子体改性或者硝酸改性。
3.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中，分散剂为羧甲基纤维素或羧乙基纤维素。
4.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S2中，疏解在搅拌的条件下进行，搅拌的速率为1000~5000rpm，搅拌时间为1~30min。
5.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S3中，制得的原纸的厚度为0.3~1.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液的质量百分含量为3~10wt.%。
7.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S4中，挤压后原纸的变形量为33~70%。
8.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S3中一次干燥与步骤S4中二次干燥的干燥温度均为80~130℃，干燥时间均为10~100min。
9.根据权利要求1所述的一种利用人工石墨薄膜边角料制备导热石墨薄膜的方法，其特征在于：所述步骤S4制得的导热石墨薄膜的厚度为0.1~1mm，体积密度为0.3~0.8g/cm3，热导率为400~600W/mK。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0219598A (ja) * 1988-07-07 1990-01-23 Nippon Kasei Kk 難燃性複合紙材及びその製造法
CN105683088A (zh) * 2013-11-28 2016-06-15 株式会社钟化 石墨薄膜的制造方法
TW201817676A (zh) * 2016-11-10 2018-05-16 達邁科技股份有限公司 用於石墨化之聚醯亞胺膜、石墨膜及其製造方法
CN109911893A (zh) * 2018-12-04 2019-06-21 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 导热人工石墨垫片的制备方法
CN111017920A (zh) * 2019-12-02 2020-04-17 广东工业大学 一种高导热石墨膜及其制备方法和应用
CN111212555A (zh) * 2020-03-03 2020-05-29 世星科技股份有限公司 超厚导热石墨膜及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0219598A (ja) * 1988-07-07 1990-01-23 Nippon Kasei Kk 難燃性複合紙材及びその製造法
CN105683088A (zh) * 2013-11-28 2016-06-15 株式会社钟化 石墨薄膜的制造方法
TW201817676A (zh) * 2016-11-10 2018-05-16 達邁科技股份有限公司 用於石墨化之聚醯亞胺膜、石墨膜及其製造方法
CN109911893A (zh) * 2018-12-04 2019-06-21 重庆云天化瀚恩新材料开发有限公司 导热人工石墨垫片的制备方法
CN111017920A (zh) * 2019-12-02 2020-04-17 广东工业大学 一种高导热石墨膜及其制备方法和应用
CN111212555A (zh) * 2020-03-03 2020-05-29 世星科技股份有限公司 超厚导热石墨膜及其制备方法

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