石墨烯基樹脂球的制備方法與導(dǎo)電框膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及平面顯示器領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨烯基樹脂球的制備方法與導(dǎo)電框膠的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)產(chǎn)業(yè)中常用摻有導(dǎo)電金球(Auball)的框膠來導(dǎo)通上下基板。當(dāng)基板貼合后，導(dǎo)電金球外層的金/鎳包裹層能夠傳輸電子(電導(dǎo)率要求達(dá)到2.4X105S/cm)，導(dǎo)電金球內(nèi)核具有彈性的樹脂球能夠緩沖貼合后的壓力。傳統(tǒng)導(dǎo)電金球的生產(chǎn)是使用化學(xué)鍍法在直徑為5?8 μπι的樹脂球表面進(jìn)行金/鎳的包裹，此法耗能大，過程中易產(chǎn)生重金屬污染，而且金的價格昂貴，增加了成本。
[0003]石墨稀由于其優(yōu)異的電子傳輸能力(電導(dǎo)率約為106S/cm)，優(yōu)良的機(jī)械性能和良好的柔性(楊氏模量約1060GPa，斷裂強(qiáng)度130GPa)，穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，完全可以取代金/鎳層包裹在樹脂球表面，形成具有優(yōu)異導(dǎo)電性能的石墨烯基導(dǎo)電球。它不僅能夠?qū)ㄉ舷禄澹覍?dǎo)熱性能優(yōu)異(導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m/K)的石墨烯納米片還能提高框膠的加熱固化效率，使框膠固化更加均勻。因此如何將石墨烯良好的包裹住樹脂球成為了制作石墨烯基導(dǎo)電球的關(guān)鍵。由于純的石墨烯納米片之間的范德華作用，在水溶液中石墨烯片易絡(luò)合沉淀，很難分散成固含量較高的石墨烯溶液。當(dāng)與分散較好的樹脂球溶液混合時，無法有效地包裹住樹脂球。一般采用對石墨烯片進(jìn)行表面處理如酸化或者表面活性劑分散來改善石墨烯溶液的分散性，但是，一方面所得石墨烯分散液固含量仍然較低，增加了成本；另一方面這些處理如酸化會破壞石墨烯納米片表面的電子傳導(dǎo)，不導(dǎo)電表面活性劑的引入等會嚴(yán)重降低石墨烯復(fù)合材料的電子傳導(dǎo)能力。
[0004]氧化石墨烯一般采用化學(xué)氧化法剝離石墨片后超聲處理獲得。由于強(qiáng)氧化劑的作用，在氧化石墨烯納米片表面和四周生成大量的含氧基團(tuán)，如環(huán)氧基，羥基，羧基等，基于分子間斥力作用，水分子很容易滲透到氧化石墨烯各層納米片，使其具有高親水特性，通過簡單的超聲就很容易得到層層剝離的單層或少層氧化石墨烯溶液，而且固含量可控。得益于這些含氧基團(tuán)的電子吸附和氧化石墨烯納米片的范德華力，氧化石墨烯納米片可以與諸多化合物如氧化物、有機(jī)樹脂材料等形成穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而成為液相制備石墨烯基復(fù)合材料的有效前驅(qū)物。對于尺寸合適的樹脂球類(粒徑范圍為I?10 μm，樹脂球可為聚苯乙烯、聚丙烯酸樹脂等聚合物微球)，氧化石墨烯納米片都可以包覆在樹脂球表面，形成穩(wěn)定的核殼結(jié)構(gòu)。但是，這些氧化石墨烯的含氧功能基團(tuán)會導(dǎo)致氧化石墨烯導(dǎo)電性差，從而嚴(yán)重影響了氧化石墨烯復(fù)合物在導(dǎo)電材方面的應(yīng)用。因此如何采用有效地、可工業(yè)應(yīng)用的方法，將氧化石墨烯還原成石墨烯是目前研宄的熱點(diǎn)。
[0005]為提高氧化石墨烯的導(dǎo)電性，目前通常采用化學(xué)還原劑(氫化硫、肼、對苯二酚、氫氧化鈉、氫氧化鉀、鋁粉)還原氧化石墨烯，但是此工藝耗費(fèi)時間較長，所用化學(xué)試劑如水合阱等有劇毒，不適合大規(guī)模生產(chǎn)；另外還可以使用熱沖擊手段(900-110(TC )來去除含氧基，但此法能耗較高，高溫時能夠破壞復(fù)合材料中的其它部分，如樹脂球會在高溫下分解裂解等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯基樹脂球的制備方法，使用綠色環(huán)保的閃光燈曝光法還原氧化石墨烯，工藝簡單易控，可用于大規(guī)模生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供一種導(dǎo)電框膠的制備方法，采用石墨烯基樹脂球作為導(dǎo)電粒子代替目前導(dǎo)電框膠中常用的導(dǎo)電金球，所述石墨烯基樹脂球的制備工藝綠色環(huán)保，能夠避免導(dǎo)電金球生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬污染；并且所述石墨烯基樹脂球的制備過程中使用的氧化石墨烯是大規(guī)模制備石墨烯材料的有效前驅(qū)體，來源廣泛，能夠有效地降低成本。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種石墨烯基樹脂球的制備方法，其包括以下步驟:
[0009]步驟1、配制0.l-5mg/ml的氧化石墨稀溶液與l-lOmg/ml的樹脂球溶液，將所述0.l-5mg/ml的氧化石墨稀溶液與所述l-lOmg/ml的樹脂球溶液混合，磁力攪拌5min?Ih后，得到一混合溶液，超聲處理該混合溶液5min?2h，得到氧化石墨烯樹脂球溶液；
[0010]步驟2、過濾所述氧化石墨烯樹脂球溶液，將過濾后得到的濾渣在空氣中60°C?100°C下烘干0.5h?4h，完全去除水分，得到黃褐色的氧化石墨烯基樹脂球粉末；
[0011]步驟3、采用閃光燈對所述氧化石墨烯基樹脂球粉末進(jìn)行曝光還原，將樹脂球表面包裹的氧化石墨烯還原成石墨烯，得到石墨烯基樹脂球。
[0012]所述步驟I中，所述樹脂球溶液由樹脂球通過超聲處理分散在水溶液中制得。
[0013]所述步驟I中，所述樹脂球的材料為聚苯乙烯或聚丙烯酸樹脂，所述樹脂球的粒徑范圍為I?10 μπι。
[0014]所述步驟2中，使用抽濾裝置對氧化石墨烯樹脂球溶液進(jìn)行過濾。
[0015]所述步驟I中，磁力攪拌的時間為lOmin，超聲處理的時間為30min ;所述步驟2中，將過濾后得到的濾渣在空氣中80°C下烘干2h。
[0016]所述步驟3中，所述閃光燈的曝光能量范圍為0.5_3J/cm2。
[0017]所述步驟3中，在曝光過程中，當(dāng)所述氧化石墨烯基樹脂球粉末顏色變黑，并伴有噼啪聲時，暫時停止曝光并攪動該粉末，再繼續(xù)曝光，重復(fù)曝光與攪動多次，直到無噼啪聲為止，所述氧化石墨烯基樹脂球粉末即被還原完畢。
[0018]本發(fā)明還提供一種導(dǎo)電框膠的的制備方法，其包括以下步驟:
[0019]步驟10、采用上述的石墨烯基樹脂球的制備方法制備出石墨烯基樹脂球；
[0020]步驟20、將石墨烯基樹脂球與框膠進(jìn)行混膠、攪拌和脫泡工序，完成調(diào)膠過程，得到一種導(dǎo)電框膠。
[0021]所述步驟20中，所述石墨烯基樹脂球與所述框膠按1:40的質(zhì)量比混合。
[0022]所述步驟20中，所述石墨烯基樹脂球與所述框膠進(jìn)行混合后，將混合物放入調(diào)膠筒內(nèi)，再將調(diào)膠筒放入可以自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)中進(jìn)行攪拌和脫泡工序。
[0023]本發(fā)明提供的一種石墨烯基樹脂球的制備方法，相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024](I)本發(fā)明使用綠色環(huán)保的閃光燈曝光法還原氧化石墨烯，工藝簡單易控，可用于大規(guī)模生產(chǎn)，為石墨烯基樹脂球作為導(dǎo)電粒子在導(dǎo)電框膠中廣泛應(yīng)用構(gòu)筑了有效的技術(shù)保障；
[0025](2)本發(fā)明制備的石墨烯基樹脂球除可應(yīng)用于液晶面板封裝用的導(dǎo)電框膠以外，還可以應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)中被廣泛應(yīng)用的各向異性導(dǎo)電膠(ACP)和各向異性導(dǎo)電膜(ACF)等導(dǎo)電材中，因此具有極大的商業(yè)開發(fā)價值和巨大的市場應(yīng)用前景。
[0026]本發(fā)明提供的一種導(dǎo)電框膠的制備方法，相較于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]( I )采用石墨烯基樹脂球作為導(dǎo)電粒子，代替目前導(dǎo)電框膠中常用的導(dǎo)電金球，能夠避免導(dǎo)電金球生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬污染問題；
[0028]( II )制備石墨烯基樹脂球的工藝綠色環(huán)保，簡單易控；
[0029](III)制備石墨烯基樹脂球時使用的氧化石墨烯是大規(guī)模制備石墨烯材料的有效前驅(qū)體，來源廣泛，能夠有效地降低成本。
[0030]為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。
[0032]附圖中，
[0033]圖1為本發(fā)明的石墨烯基樹脂球的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]請參閱圖1，本發(fā)明首先提供一種石墨烯基樹脂球的制備方法，包括以下步驟:
[0036]步驟1、配制0.l-5mg/ml的氧化石墨稀溶液與l-lOmg/ml的樹脂球溶液，將所述0.l-5mg/ml的氧化石墨稀溶液與所述