本發(fā)明涉及一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，具體屬于石墨烯
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：石墨烯是已知的世上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V·s，又比納米碳管或硅晶體高，而電阻率只約10-6Ω·cm，比銅或銀更低，為世上電阻率最小的材料。因其電阻率極低，電子遷移的速度極快，因此被期待可用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或晶體管。由于石墨烯實(shí)質(zhì)上是一種透明、良好的導(dǎo)體，也適合用來制造透明觸控屏幕、光板、甚至是太陽能電池。石墨烯由于具有導(dǎo)熱性能，常被用作制備導(dǎo)熱膜。傳統(tǒng)的石墨烯導(dǎo)熱膜的制備工藝制備得到的導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱性能不夠優(yōu)異，降溫幅度有限。因此，研究一種能夠制備得到優(yōu)良導(dǎo)熱性能，提升降溫幅度的石墨烯導(dǎo)熱膜的制備方法，顯得尤為必要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，能夠制備得到高效導(dǎo)熱的石墨烯導(dǎo)熱膜。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備；(2)磁場(chǎng)下涂布。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，具體包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入球磨珠的球磨罐中加入石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用；(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥即得。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(2)中，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材0～3cm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為10mT～1000mT。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，所述石墨烯為水溶性石墨烯或油溶性改性石墨烯，所述導(dǎo)熱助劑為納米陶瓷顆粒、納米氧化鋅、炭黑、碳納米管或氮化硼，所述粘結(jié)助劑為纖維素、纖維素衍生物、聚乙烯醇或氣相二氧化硅，所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂，聚氨酯樹脂或丁苯樹脂，所述溶劑為水、乙醇、多元醇、丙酮、丁酮或N-甲基吡咯烷酮。還可以在體系中添加表面活性劑，可以促進(jìn)體系溶合。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，按照質(zhì)量比，石墨烯︰導(dǎo)熱助劑︰粘結(jié)助劑＝30～60︰200～500︰40～120。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝1～10︰3～80。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝Ag︰BmL，其中0<A≤10,0<B≤800。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，球磨時(shí)長(zhǎng)為1～36h，球磨珠的重量為0.5kg～5kg，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝1～20︰1～10︰1～8。不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比可根據(jù)球磨機(jī)的大小進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)采用小球磨機(jī)時(shí)，優(yōu)選采用不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：2mm粒徑球磨珠︰8mm粒徑球磨珠＝1～15︰1～6。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(1)中，攪拌的轉(zhuǎn)速為100～3000rpm，時(shí)間為0.1～12h。前述石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，步驟(2)中，所述基材為銅箔、鋁箔或PET薄膜，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為10～250微米，所述干燥是在45℃～150℃下干燥。為了確保本發(fā)明方法的科學(xué)、合理，發(fā)明人進(jìn)行了一系列的測(cè)試。對(duì)本發(fā)明石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法制備得到的石墨烯導(dǎo)熱膜進(jìn)行導(dǎo)熱性能測(cè)試。取本發(fā)明方法制備得到的石墨烯導(dǎo)熱膜和傳統(tǒng)方法制備的導(dǎo)熱膜，通過ZL2016202621805中的裝置進(jìn)行導(dǎo)熱性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，通過本發(fā)明方法制備的導(dǎo)熱膜降溫4.9℃左右，而傳統(tǒng)方法制備的導(dǎo)熱膜降溫幅度低于3.5℃?？芍诖艌?chǎng)作用下涂布，提高了石墨烯導(dǎo)熱膜的性能。本發(fā)明的制備方法在磁場(chǎng)存在下對(duì)導(dǎo)熱膜進(jìn)行干燥，可以有效提升導(dǎo)熱膜性能。經(jīng)過導(dǎo)熱性能測(cè)試可知，導(dǎo)熱膜不在磁場(chǎng)存在條件下直接進(jìn)行干燥，其降溫幅度為3.5℃左右，低于本發(fā)明方法制備得到的導(dǎo)熱膜。本發(fā)明的磁場(chǎng)設(shè)置方式優(yōu)選采用如圖1所示的方式。磁場(chǎng)設(shè)置于基材的下方，導(dǎo)輥的設(shè)置使得基材可以持續(xù)移動(dòng)，便于在磁場(chǎng)下連續(xù)的將漿料涂布在基材上。優(yōu)選磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材0～3cm處，磁場(chǎng)強(qiáng)度為10mT～1000mT，能夠達(dá)到最大降溫幅度。本發(fā)明制備方法磁場(chǎng)設(shè)置時(shí)，磁力線不宜過密，以石墨烯膜出現(xiàn)條紋狀為宜。優(yōu)選采用橡膠磁板作為磁場(chǎng)。在橡膠磁板作為磁場(chǎng)設(shè)置時(shí)的涂布，導(dǎo)熱膜在濕潤(rùn)狀態(tài)下出現(xiàn)明顯的斑馬紋狀條紋，降溫約4.9℃?？赡芘c橡膠磁板特殊制作工藝有關(guān)，因?yàn)樵摷y路與橡膠磁板的充磁方式NSNSNSNS的斑馬條形幾乎一樣。而在鐵氧體作為磁場(chǎng)設(shè)置時(shí)的涂布，由于磁力線過密，沒有明顯的磁性條紋出現(xiàn)，其降溫幅度為3.5℃左右。通過本發(fā)明方法制備得到的石墨烯導(dǎo)熱膜，與傳統(tǒng)導(dǎo)熱膜相比，膜層的致密度增加30％～50％。以標(biāo)準(zhǔn)ISO2409-1992中測(cè)試方法對(duì)產(chǎn)品的結(jié)合力進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明本發(fā)明石墨烯導(dǎo)熱膜的結(jié)合力好，不易脫落。耐水試驗(yàn)是通過在待測(cè)樣品的膜層上直接滴水，并用無紡布擦拭進(jìn)行的。耐水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的產(chǎn)品無明顯掉色，耐水性好，隨著粘結(jié)劑用量的增大，耐水性能也逐漸提升。本發(fā)明中選用納米陶瓷顆粒、納米氧化鋅、炭黑、碳納米管或氮化硼作為導(dǎo)熱助劑，通過添加不同導(dǎo)熱助劑制備一系列石墨烯導(dǎo)熱膜，對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱性能測(cè)試。結(jié)果如表1所示。由表1可知，選用本發(fā)明的導(dǎo)熱助劑制備得到的導(dǎo)熱膜，降溫幅度大，導(dǎo)熱性能好。表1導(dǎo)熱助劑降溫幅度(℃)不加導(dǎo)熱助劑3.6納米金屬顆粒3.6金屬粉3.7納米陶瓷粉4.7納米氧化鋅4.5碳納米管4.9炭黑4.7氮化硼4.4本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供了一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，能夠制備得到高效導(dǎo)熱的石墨烯導(dǎo)熱膜。本發(fā)明的石墨烯導(dǎo)熱膜是通過選用特定的石墨烯、導(dǎo)熱助劑、粘結(jié)助劑、粘結(jié)劑和溶劑制備得到漿料，并在磁場(chǎng)作用下對(duì)漿料進(jìn)行涂布和干燥而制得的。與傳統(tǒng)方法制備得到的石墨烯導(dǎo)熱膜相比，本發(fā)明的導(dǎo)熱膜導(dǎo)熱性能好，降溫幅度在4.9℃左右。在磁場(chǎng)作用下進(jìn)行涂布和干燥后，本發(fā)明的石墨烯導(dǎo)熱膜膜層致密度提升，致密度增加約30％～50％。本發(fā)明的導(dǎo)熱膜結(jié)合力好，不易脫落，耐水性能優(yōu)良。本發(fā)明的制備方法，工藝步驟簡(jiǎn)單，易操作實(shí)現(xiàn)，制備條件溫和，易于控制。附圖說明圖1是本發(fā)明的磁場(chǎng)設(shè)置的示意圖；圖中附圖標(biāo)記的含義：1-基材，2-導(dǎo)輥，3-磁板。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹。本發(fā)明中所用試劑均為市售產(chǎn)品。實(shí)施例1一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為0.5kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為30︰200︰40的水溶性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為1h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為100rpm，時(shí)間為12h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝1︰1︰1；所述導(dǎo)熱助劑為納米陶瓷顆粒；所述粘結(jié)助劑為纖維素；所述粘結(jié)劑為聚氨酯樹脂；所述溶劑為水；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝1︰3；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝0.1g︰10mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材3cm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為1000mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為150℃，即得。其中，所述基材為銅箔，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為10微米。實(shí)施例2一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為5kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為60︰500︰120的水溶性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為36h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為3000rpm，時(shí)間為0.1h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝20︰10︰8；所述導(dǎo)熱助劑為納米氧化鋅；所述粘結(jié)助劑為聚乙烯醇；所述粘結(jié)劑為丁苯樹脂；所述溶劑為乙醇；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝10︰80；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝10g︰800mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材0cm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為10mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為45℃，即得。其中，所述基材為鋁箔，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為250微米。實(shí)施例3一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為4kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為50︰300︰100的水溶性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為18h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為2000rpm，時(shí)間為6h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝10︰5︰4；所述導(dǎo)熱助劑為炭黑；所述粘結(jié)助劑為氣相二氧化硅；所述粘結(jié)劑為丁苯樹脂；所述溶劑為多元醇；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝5︰40；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝5g︰300mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材20mm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為500mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為100℃，即得。其中，所述基材為PET薄膜，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為200微米。實(shí)施例4一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為3kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為55︰400︰60的油溶性改性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為12h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為1500rpm，時(shí)間為3h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝15︰2︰7；所述導(dǎo)熱助劑為碳納米管；所述粘結(jié)助劑為氣相二氧化硅；所述粘結(jié)劑為聚氨酯樹脂；所述溶劑為丙酮；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝9︰20；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝2g︰600mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材10mm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為800mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為120℃，即得。其中，所述基材為銅箔，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為50微米。實(shí)施例5一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為0.8kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為35︰450︰110的油溶性改性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為24h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為2500rpm，時(shí)間為9h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝6︰9︰2；所述導(dǎo)熱助劑為氮化硼；所述粘結(jié)助劑為纖維素衍生物；所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂；所述溶劑為丁酮；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝4︰70；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝8g︰150mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材6mm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為100mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為80℃，即得。其中，所述基材為鋁箔，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為100微米。實(shí)施例6一種石墨烯基膜產(chǎn)品的制備方法，包括以下步驟：(1)漿料的制備：在預(yù)先加入重量為3.5kg的球磨珠的球磨罐中，加入質(zhì)量比為55︰200︰45的油溶性改性石墨烯、導(dǎo)熱助劑和粘結(jié)助劑，再滴加粘結(jié)劑，隨后加入溶劑，進(jìn)行球磨，球磨時(shí)長(zhǎng)為6h，球磨結(jié)束后取出漿料通過攪拌除去氣泡，備用，攪拌的轉(zhuǎn)速為500rpm，時(shí)間為0.5h。其中，不同粒徑球磨珠的質(zhì)量比為：1mm粒徑球磨珠︰5mm粒徑球磨珠︰10mm粒徑球磨珠＝11︰3︰5；所述導(dǎo)熱助劑為碳納米管；所述粘結(jié)助劑為聚乙烯醇；所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂；所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮；按照質(zhì)量比，粘結(jié)劑︰粘結(jié)助劑＝2︰16；按照質(zhì)量體積比，石墨烯的質(zhì)量︰溶劑的體積＝1g︰120mL。(2)磁場(chǎng)下涂布：將經(jīng)過乙醇處理后的基材置于磁場(chǎng)上，磁場(chǎng)設(shè)置在距離基材1.5cm處，磁場(chǎng)的強(qiáng)度為400mT，通過涂布線棒將步驟(1)制備得到的漿料涂布在基材上，隨后在磁場(chǎng)存在下進(jìn)行干燥，干燥溫度為100℃，即得。其中，所述基材為PET薄膜，所述涂布線棒的涂布濕膜厚度為30微米。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3