一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，屬于導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括以下A．將5～8份石墨烯薄片、25～30份苯丙乳液、8～12份納米銀粉末、45～55份去離子水置于離心試管中，超聲振蕩15～25min后備用；B．涂覆、干燥：將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為110～250μm，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低，制備方法簡單，導(dǎo)電性能好，適合大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種石墨烯導(dǎo)電薄膜的制備方法，屬于導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，社會對新型材料的需求也越來越多。材料是人類文明進(jìn)步和科技發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料的更新使人們的生活也發(fā)生了巨大變化。目前，蓬勃發(fā)展的新型透明而又導(dǎo)電的薄膜材料在液晶顯示器、觸摸屏、智能窗、太陽能電池、微電子、信息傳感器甚至軍工等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，并且正在滲透到其它科技領(lǐng)域中。由于薄膜技術(shù)與多種技術(shù)密切相關(guān)，因而激發(fā)了各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家們對薄膜制備及其性能的興趣。
[0003]導(dǎo)電薄膜是一種能導(dǎo)電、實(shí)現(xiàn)一些特定的電子功能的薄膜，被廣泛用于顯示器、觸摸屏和太陽能電池等電子器件中。目前，作為一種透明而又導(dǎo)電半導(dǎo)體材料氧化銦錫 (IT0)，一直廣泛應(yīng)用于薄膜領(lǐng)域。通過在透明基材上采用磁控濺射蒸鍍IT0制備透明導(dǎo)電薄膜，透明基材包括如玻璃和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜等。因?yàn)檠趸熷a具有高電導(dǎo)率、高通光率，所以成為制備導(dǎo)電薄膜的主要材料之一。但是，氧化銦錫導(dǎo)電薄膜在使用過程中也存在一些缺點(diǎn)，包括:(1)銦資源較少，導(dǎo)致價(jià)格持續(xù)上漲，使得IT0成為日益昂貴的材料，如噴涂、脈沖激光沉積、電鍍等。并且氧化銦有一定毒性，回收利用不合理易造成環(huán)境污染。(2)IT0脆的特性使其不能滿足一些新應(yīng)用(例如可彎曲的柔性顯示器、觸摸屏、有機(jī)太陽能電池)的性能要求，不適用于下一代柔性電子器件的生產(chǎn)。石墨烯獨(dú)特的二維晶體結(jié)構(gòu)，賦予了它獨(dú)特的性能，研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯具有優(yōu)良的機(jī)械性能及優(yōu)異的電學(xué)性質(zhì)，常溫下石墨烯的電子迀移率可達(dá)lSOOOcn^f1^1，而電阻率僅為l(T6QCm。石墨烯在許多方面比氧化銦錫具有更多潛在的優(yōu)勢，例如質(zhì)量、堅(jiān)固性、柔韌性、化學(xué)穩(wěn)定性、紅外透光性和價(jià)格等。因此石墨烯非常有望代替氧化銦錫，用來發(fā)展更薄、導(dǎo)電速度更快的柔性電子器件。
[0004]目前，石墨烯的制備方法主要有:微機(jī)械剝離法、氧化還原法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)分子插層法等。自2006年由Somani等采用化學(xué)氣相沉積法，以莰酮(樟腦)為前驅(qū)體，在鎳箱上得到石墨烯薄膜，科學(xué)家們?nèi)〉昧撕芏嘣诓煌w上得到厚度可控石墨烯片層的研究進(jìn)展。通過在金屬基體上進(jìn)行化學(xué)刻蝕，石墨烯片層分離開來并轉(zhuǎn)移到另一基體上，這就免去了復(fù)雜的機(jī)械或者化學(xué)處理方法而得到高質(zhì)量的石墨烯片層。韓國和日本等國紛紛采用這種方法制備出了大尺寸石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，期望的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在平面顯示器上，充當(dāng)陽極。例如在新的有機(jī)發(fā)光顯示器(0LED)上的開發(fā)，0LED具有成本低、全固態(tài)、主動發(fā)光、亮度高、對比度高、視角寬、響應(yīng)速度快、厚度薄、低電壓直流驅(qū)動、功耗低、工作溫度范圍寬、可實(shí)現(xiàn)軟屏顯示等特點(diǎn)，成為未來顯示器技術(shù)的發(fā)展方向。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新的石墨烯導(dǎo)電薄膜的制備方法，生產(chǎn)成本低，制備方法簡單，且導(dǎo)電性能好，可生產(chǎn)大面積的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，其特征在于:包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將5?8份石墨稀薄片、25?30份苯丙乳液、8?12份納米銀粉末、45?55份去離子水置于離心試管中，超聲振蕩15?25min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為110?250mi，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步地，所述苯丙乳液為半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為40?80nm〇
[0008]步驟B中，所述熱風(fēng)干燥的條件為100?120°C下干燥35?50min。[〇〇〇9]所述石墨烯導(dǎo)電薄膜的透光率為80?83%。[0〇1〇] 所述石墨烯導(dǎo)電薄膜的電阻為1 ?〇?1 ? 2MQ /sq。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在石墨烯的的涂覆液中加入一定比例的納米銀粉末，大大提高了石墨烯薄膜的導(dǎo)電性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明突破了原有技術(shù)的限制，實(shí)現(xiàn)了把石墨烯透明導(dǎo)電薄膜在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的小尺寸到工業(yè)化應(yīng)用的大尺寸應(yīng)用的跨越，具有生產(chǎn)成本低，制備方法簡單， 導(dǎo)電性能高的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合大規(guī)模生產(chǎn)，有望替代傳統(tǒng)無機(jī)氧化物電極材料IT0,促進(jìn)石墨烯導(dǎo)電薄膜行業(yè)的發(fā)展，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?！揪唧w實(shí)施方式】 [〇〇12] 實(shí)施例1一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將5份石墨烯薄片、25份苯丙乳液、8份納米銀粉末、45份去離子水置于離心試管中，超聲振蕩15min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為1 lOwii，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0013]實(shí)施例2一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將8份石墨烯薄片、30份苯丙乳液、12份納米銀粉末、55份去離子水置于離心試管中，超聲振蕩15?25min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為250wii，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0014]本實(shí)施例中，所述苯丙乳液為半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為40nm。
[0015]實(shí)施例3一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將6份石墨烯薄片、28份苯丙乳液、10份納米銀粉末、50份去離子水置于離心試管中，超聲振湯20min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為200wii，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0016]本實(shí)施例中，所述苯丙乳液為半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為80nm。[〇〇17] 步驟B中，所述熱風(fēng)干燥的條件為100°C下干燥50min。
[0018]實(shí)施例4一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將5份石墨烯薄片、30份苯丙乳液、12份納米銀粉末、48份去離子水置于離心試管中，超聲振蕩15min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為250wii，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0019]本實(shí)施例中，所述苯丙乳液為半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為60nm。
[0020]步驟B中，所述熱風(fēng)干燥的條件為120°C下干燥35min。[〇〇21]本實(shí)施例制得的石墨烯導(dǎo)電薄膜的透光率為80%;電阻為1.2M Q /sq。[〇〇22]本實(shí)施例的透光率檢測方法為:采用U-3010型紫外-可見分光光度計(jì)，以空白載玻片為參照，在400-900nm波長范圍內(nèi)測量石墨烯薄膜的透光率，并以在波長A=550nm處的透光率作為石墨烯薄膜的透光率。[〇〇23]電阻的檢測方法為:采用SB100A/2型四探針測試儀測試載玻片基材上石墨烯薄膜的薄膜電阻，探針之間的距離為3mm。
[0024]實(shí)施例5一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將7份石墨烯薄片、30份苯丙乳液、12份納米銀粉末、50份去離子水置于離心試管中，超聲振湯20min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為250wii，涂覆后熱風(fēng)干燥即可。
[0025]本實(shí)施例中，所述苯丙乳液為半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為65nm〇
[0026]步驟B中，所述熱風(fēng)干燥的條件為115°C下干燥40min。[〇〇27]本實(shí)施例制得的石墨烯導(dǎo)電薄膜的透光率為85%;電阻為l.0MQ/sq。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，其特征在于:包括以下步驟:A.涂覆溶液制備將5?8份石墨稀薄片、25?30份苯丙乳液、8?12份納米銀粉末、45?55份去離子水置 于離心試管中，超聲振蕩15?25min后備用；B.涂覆、干燥將步驟A制得的涂覆溶液，在潔凈、干燥的玻璃板上涂覆，涂覆厚度為110?250wii，涂覆 后熱風(fēng)干燥即可。2.如權(quán)利要求1所述的一種制備石墨烯導(dǎo)電薄膜的方法，其特征在于:所述苯丙乳液為 半連續(xù)乳液聚合工藝制備的納米乳膠粒子，其粒徑為40?80nm。3.如權(quán)利要求1所述的一種制備石墨稀導(dǎo)電薄膜的方法，其特征在于:步驟B中，所述熱 風(fēng)干燥的條件為100?120°C下干燥35?50min。4.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種石墨烯導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于:所述 石墨烯導(dǎo)電薄膜的透光率為80?83%。5.如權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的一種石墨烯導(dǎo)電薄膜的制備方法，其特征在于:所述 石墨稀導(dǎo)電薄膜的電阻為1.〇?1.2MQ /sq。
【文檔編號】H01B13/00GK106024200SQ201610465352
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】何娟
【申請人】成都天航智虹企業(yè)管理咨詢有限公司