復(fù)合氣體阻隔膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合氣體阻隔膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子膜由于在表面形成氧化硅、氧化鋁、氧化鎂等而作為一種氣體阻隔膜，可有效地阻擋氧氣、水蒸氣等，因此廣泛地應(yīng)用于防止食品、工業(yè)用品和醫(yī)藥品等的變質(zhì)的包裝。另外，由于可有效地阻擋也能夠氣等，還可用于密封太陽能電池、液晶顯示元件、有機(jī)EL元件等電子器件。但是氧化物粒子之間存在晶界缺陷，隨著時間的增加，有些氣體或液體會泄露，起不到嚴(yán)格密封的作用，因?yàn)楦叻肿硬牧现写嬖诤芏嗫锥矗肿訒目锥粗写┻^。金屬密封膜的采用會改善密封效果，但密封效果仍不理想。人們選擇在基膜上設(shè)置鋁箔，可獲得穩(wěn)定的氧、水蒸氣阻隔性，但是對于氣體分子量較小的氫氣、氦氣的阻隔性較差。近年來人們開發(fā)的具有由聚偏二氯乙烯(PVDC)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)形成的阻隔膜，也可有效地阻擋氧氣，但前者含有氯，對環(huán)境有污染，后者的阻隔性隨環(huán)境影響較大。普通高分子膜的導(dǎo)熱性能很差，一般工業(yè)上的高分子導(dǎo)熱材料都是用導(dǎo)熱作用的氮化硼、三氧化二鋁粉作填料復(fù)合而成，制作過程復(fù)雜，導(dǎo)熱率相對較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一個目的是提供一種密封性好，制備簡單的復(fù)合氣體阻隔膜。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種復(fù)合氣體阻隔膜，依次為基膜、氣體阻隔功能層、黏接層和保護(hù)膜；所述基膜為聚合物膜，例如PET膜或PE膜，厚度為10 μ m?250 μ m ;所述黏接層為有粘性的固態(tài)膠，如:OCA光學(xué)膠或雙面膠，厚度為2 ym?250 ym ;所述保護(hù)膜為聚合物膜，例如PET膜或PE膜，厚度為10 ym?250 μ m ;所述氣體阻隔功能層為一層或者兩層或者多層石墨烯膜或石墨烯與納米級金屬膜的疊加。
[0005]本發(fā)明的第二個目的是提供一種復(fù)合氣體阻隔膜的制備方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種復(fù)合氣體阻隔膜的制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:準(zhǔn)備基膜、含黏接層的保護(hù)膜；
[0008]步驟二:制備氣體阻隔功能層；所述氣體阻隔層為一層或者兩層或者多層石墨烯膜；將氣體阻隔功能層與基膜復(fù)合，或者與含黏接層的保護(hù)膜復(fù)合；
[0009]步驟三:將氣體阻隔功能層加基膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)與含黏接層的保護(hù)膜復(fù)合；或者將氣體阻隔功能層加含黏接層的保護(hù)膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)與基膜復(fù)合。
[0010]本發(fā)明又提供了不同的石墨烯膜的制備方法:
[0011]第一種、第二種、第三種和第四種都是采用化學(xué)氣相沉積法在低壓下獲得石墨烯膜的生長基體；第五種采用化學(xué)氣相沉積法在常壓下獲得含有多層石墨烯膜的生長基體；第六種則采用石墨烯粉末固化成石墨烯膜。
[0012]具體來說，第一種方案為:所述步驟二中，制備氣體阻隔功能層的方法為:
[0013](2.1)采用化學(xué)氣相沉積法在低壓下獲得含有石墨烯膜的生長基體；
[0014](2.2)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆在熱釋放膠帶上；
[0015](2.3)去除生長基體；
[0016](2.4)將含有石墨烯膜的熱釋放膠帶貼覆到基膜上；
[0017](2.5)在90-125?的溫度下將熱釋放膠帶釋放，完成第一層石墨烯膜從熱釋放膠帶到基膜的轉(zhuǎn)移；
[0018](2.6)將生長有石墨烯膜的生長基體貼覆在熱釋放膠帶上；
[0019](2.7)去除生長基體；
[0020](2.8)將含有石墨烯膜的熱釋放膠帶貼覆到步驟2.5的石墨烯膜上；
[0021](2.9)在90-125?的溫度下將熱釋放膠帶釋放，完成第二層石墨烯膜層從熱釋放膠帶到第一層石墨烯膜的轉(zhuǎn)移；
[0022](2.10)重復(fù)2.6-2.9步，完成第η層石墨稀層從生長基體到第η_1層石墨稀層的轉(zhuǎn)移(η為自然數(shù)，n ^ I);得到氣體阻隔功能層和基膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
[0023]所述步驟三中，將含有黏接層的保護(hù)膜貼合到氣體阻隔功能層上。
[0024]第二種方案為:所述步驟二中，制備氣體阻隔功能層的方法為:
[0025](2.1)采用化學(xué)氣相沉積法在低壓下獲得含有石墨烯膜的生長基體；
[0026](2.2)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆在熱釋放膠帶上；
[0027](2.3)去除生長基體；
[0028](2.4)將長有石墨烯膜層的生長基體貼覆在已經(jīng)轉(zhuǎn)有一層石墨烯膜的熱釋放膠帶上，去除生長基體；
[0029](2.5)重復(fù)步驟2.4，完成η層(η為自然數(shù)，η彡I)石墨烯從生長基體到熱釋放膠帶的轉(zhuǎn)移；
[0030](2.6)將轉(zhuǎn)有η層石墨烯膜的熱釋放膠帶貼覆到基膜上；
[0031](2.7)在90-125?的溫度下將熱釋放膠帶釋放，完成η層石墨烯到基膜上的轉(zhuǎn)移；得到氣體阻隔功能層和基膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
[0032]所述步驟三中，將含有黏接層的保護(hù)膜貼覆到氣體阻隔功能層上。
[0033]第三種方案為:所述步驟二中，制備氣體阻隔功能層的方法為:
[0034](2.1)采用化學(xué)氣相沉積法在低壓下獲得含有石墨烯膜的生長基體；
[0035](2.2)在基膜上涂一層粘結(jié)劑；
[0036](2.3)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆在基膜上；
[0037](2.4)去除生長基體；
[0038](2.5)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆在熱釋放膠帶上，去除生長基體；
[0039](2.6)將含有石墨烯膜的熱釋放膠帶貼覆到含石墨烯的基膜上；
[0040](2.7)在90-125?的溫度下將熱釋放膠帶釋放，完成第二層石墨烯膜層從熱釋放膠帶到第一層石墨烯膜的轉(zhuǎn)移；
[0041 ] (2.8)重復(fù)步驟2.5-2.7，完成第η層石墨稀層從生長基體到第η_1層石墨稀層的轉(zhuǎn)移(η為自然數(shù)，n ^ I);得到氣體阻隔功能層和基膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
[0042]所述步驟三中，將含有黏接層的保護(hù)膜貼覆到氣體阻隔功能層上。
[0043]第四種方案為:所述步驟二中，制備氣體阻隔功能層的方法為:
[0044](2.1)采用化學(xué)氣相沉積法在低壓下獲得含有石墨烯膜的生長基體；
[0045](2.2)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆含有黏接層的保護(hù)膜上；
[0046](2.3)去除生長基體；
[0047](2.4)將長有石墨烯膜的生長基體貼覆在已經(jīng)轉(zhuǎn)有一層石墨烯膜且含有黏接層的保護(hù)膜上，去除生長基體；
[0048](2.5)重復(fù)步驟2.4，完成n(n為自然數(shù)，η彡I)層石墨烯到含有黏接層的保護(hù)膜的轉(zhuǎn)移；得到氣體阻隔功能層和含有黏接層的保護(hù)膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；
[0049]所述步驟三中，將氣體阻隔功能層貼覆到基膜上。
[0050]第五種方案為:所述步驟二中，制備氣體阻隔功能層的方法為:將經(jīng)過化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光、機(jī)械拋光中的一種表面處理過的銅箔放入密閉的化學(xué)氣相沉積爐內(nèi)；將沉積爐內(nèi)的空氣抽干凈，充入10-200SCCm氫氣和lOO-lOOOsccm氬氣，使沉積爐內(nèi)的壓力保持在常壓；加熱沉積爐到900-1050 °C，保持5-40min ;通入l-20sccm的碳?xì)浠衔铮３?-30min ;關(guān)閉碳?xì)浠衔锖蜌錃?，只通氬氣，同時停止加熱，使沉積爐隨爐冷卻至室溫；取出生長有3?8層石墨烯膜的生長基體；使用熱釋放膠帶法或者粘結(jié)劑法或者熱釋放膠帶結(jié)合粘結(jié)劑法將石墨烯膜從生長基體轉(zhuǎn)移到基膜上，得到氣體阻隔功能層和基膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述步驟三中，將含有黏接層的保護(hù)膜貼合到氣體阻隔功能層上；
[0051]或者，使用將含有黏接層的保護(hù)膜將3-8層石墨烯膜從生長基體轉(zhuǎn)移到保護(hù)膜上，得到氣體阻隔功能層和含有黏接層的保護(hù)膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)；所