一种石墨烯树脂薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯树脂薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)对目标基底进行电晕处理；2)在目标基底上涂布一层树脂，得到目标基底/树脂的结构；3)将目标基底/树脂中树脂的一面与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底的结构；4)树脂固化；5)去除金属衬底，得到目标基底/树脂/石墨烯的结构，即本发明专利技术石墨烯树脂薄膜。

Method for preparing graphene resin film

The invention discloses a method for preparing graphene resin film, which comprises the following steps: 1) on the target substrate to corona treatment; 2) coated with a layer of resin on the target substrate, the substrate / target structure resin; 3) the target substrate / resin side and long graphene the metal substrate graphene side attached together, get the target substrate / resin / graphene / metal substrate structure; 4) resin curing; 5) removal of metal substrate, target substrate / resin / graphene structures, namely the invention of graphene resin film.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过树脂转移法制备石墨烯薄膜的方法，具体涉及气相沉积法制备石墨烯的改进方法，属于石墨烯的制备方法领域。
技术介绍
石墨烯是碳原子按六角结构紧密堆积成的单原子层二维晶体，是已知材料中最薄的，被称为神奇的材料。具有优异的电学、光学、热学、力学等特性，在电子器件，加热器件等领域有着广泛的应用。作为加热器件方面的应用，通常是在膜材表面转移石墨烯，然后在石墨烯表面制作导电电极。目前常用的加热膜膜材有PET、PP、PE、PA、PVC、PMMA、PI、PEN、PPS、PTFE等，而在这些膜材上转移一层石墨烯，通常很难达到理想的效果，这就需要在膜材上转移两层或两层以上的石墨烯才能达到预期效果，随着石墨烯在目标基底上层数的增加，生产成本也在成比例的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种低方阻的石墨烯树脂薄膜的制备方法，该方法通过事先对膜材进行处理，并结合相应的转移工艺，实现了转移一层石墨烯即可达到方阻在100Ω/□的效果，进一步的，本专利技术还实现了有效降低导电用石墨烯薄膜的成本，为工业化生产起到了进一步的促进作用；本专利技术的另一目的是提供上述方法制备的低方阻石墨烯树脂薄膜。本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现：一种石墨烯树脂薄膜的制备方法，包括如下步骤：1)对目标基底进行电晕处理；2)在目标基底上涂布一层树脂，得到目标基底/树脂的结构；3)将目标基底/树脂中树脂的一面与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底的结构；4)树脂固化；5)去除金属衬底，得到目标基底/树脂/石墨烯的结构，即本专利技术石墨烯树脂薄膜。本专利技术所述电晕处理是指利用高频率高电压在被处理的目标基底电晕放电。所述生长有石墨烯的金属衬底为采用气相沉积法制备石墨烯所得，该金属衬底可以是铜箔、银箔、镍箔等。优选的，所述目标基底的厚度为1-500μm，优选厚度为10-250μm；优选的，所述目标基底的材料为聚乙烯(PE)薄膜、聚苯乙烯(PP)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚酰胺(PA)薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜中的一种或者两种及两种以上的叠合膜材；优选聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。采用PEN作为石墨烯薄膜的基底，所得到的产具具有耐高温耐加热的特点，可耐高温到160℃以上，能够满足高温加热膜的要求。优选的，所述树脂为热固性树脂或UV固化性树脂，所述热固性树脂优选采用热固性的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种或者两种以上的混合树脂；所述UV固化性树脂优选采用UV固化性的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂一种或者两种以上的混合树脂；进一步优选的，所述树脂采用FB9874热固化树脂、UV9201固化树脂、UV7300固化树脂或UV7200固化树脂，最优为UV9201固化树脂。热固性树脂其分子结构为体型，它包括大部分的缩合树脂，热固性树脂的优点是耐热性高，受压不易变形。其缺点是机械性能较差。热固性树脂有酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯以及硅醚树脂等。热固性树脂指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不溶不熔物质的一大类合成树脂。这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动，具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化；有时放出一些副产物，如水等。此反应是不可逆的，一经固化，再加压加热也不可能再度软化或流动；温度过高,则分解或碳化。这也就是与热塑性树脂的基本区别。热固性树脂在固化后，由于分子间交联，形成网状结构，因此刚性大、硬度高、耐温高、不易燃、制品尺寸稳定性好，但性脆。UV固化性树脂(简称UV树脂)，又称光敏树脂,是一种受光线照射后，能在较短的时间内迅速发生物理和化学变化,进而交联固化的低聚物。UV树脂是一种相对分子质量较低的感光性树脂,具有可进行UV的反应性基团,如不饱和双键或环氧基。优选的，所述步骤1)中，所述电晕处理时，电晕放电电压为5000-15000V/m2。优选的，所述步骤1)中，所述电晕处理时，所述电晕放电功率控制在0.5-3KW，例如：0.5KW、0.7KW、1.0KW、1.3KW、1.5KW、1.8KW、2KW、2.1KW、2.4KW、2.5KW、2.7KW、3.0KW，等；优选1KW。优选的，所述步骤1)中，所述电晕处理时，放电速度为0.5-3m/min，比如：0.5m/min、1m/min、1.2m/min、1.4m/min、1.6m/min、1.8m/min、2.0m/min、2.3m/min、2.5m/min、2.7m/min、2.9m/min、3m/min，等；优选2m/min。优选的，所述步骤2)中，涂布树脂的厚度为1-100μm，比如：1μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm，等；优选1-10μm，比如：1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm，等。优选的，所述步骤3)中，采用辊压的方式进行贴合。在常温下采用本领域常规的辊压方法即可。优选的，所述步骤5)中，所述去除金属衬底的方法为化学腐蚀法、机械剥离法或鼓泡法，优选化学腐蚀法，进一步优选的，所述化学腐蚀法为将步骤4)得到的目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底置于刻蚀液中进行刻蚀；进一步优选的，所述刻蚀液采用盐酸和双氧水的混合溶液。上述方法制备的石墨烯树脂薄膜，所述石墨烯薄膜的结构为目标基底薄膜上用树脂覆着一层石墨烯，形成目标基底/树脂/石墨烯的薄膜结构，其方阻为100-160Ω/□，例如：100Ω/□、107Ω/□、110Ω/□、115Ω/□、118Ω/□、120Ω/□、127Ω/□、130Ω/□、135Ω/□、140Ω/□、146Ω/□、150Ω/□，160Ω/□，等；优选100Ω/□。本专利技术的有益效果是：专利技术采用一种电晕处理的方式对目标基底进行预处理，在处理过的目标基底表面涂布一层树脂，得到的目标基底/树脂结构表面是凹凸不平的。利用高频率高电压在被处理的目标基底电晕放电，产生低温等离子体，使目标基底表面产生游离基反应而使聚合物发生交联。电晕放电对膜材进行处理之后，膜材表面形成微观的凹凸不平的结构，这种凹凸不平的结构使得六边形结构的石墨烯不再是平铺在目标基地上，无数的凸起部分可以穿过石墨烯的六边形结构，这样石墨烯的六边形空洞相当于被目标基底的无数的凸起部分串在一起，因此石墨烯与目标基底能够紧密的结合，从而在目标基底上转移单层石墨烯能够有比较好的转移效果。进一步的，再用辊压的方式将目标基底/树脂其中树脂那一面与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底的结构，采用加热或者UV的方式将树脂固化，去除金属衬底，得到目标基底/树脂/石墨烯的结构；这样可以在目标基底上获得较大面积的石墨烯，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯树脂薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)对目标基底进行电晕处理；2)在目标基底上涂布一层树脂，得到目标基底/树脂的结构；3)将目标基底/树脂中树脂的一面与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底的结构；4)树脂固化；5)去除金属衬底，得到目标基底/树脂/石墨烯的结构，即本专利技术石墨烯树脂薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯树脂薄膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)对目标基底进行电晕处理；2)在目标基底上涂布一层树脂，得到目标基底/树脂的结构；3)将目标基底/树脂中树脂的一面与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到目标基底/树脂/石墨烯/金属衬底的结构；4)树脂固化；5)去除金属衬底，得到目标基底/树脂/石墨烯的结构，即本发明石墨烯树脂薄膜。2.根据权利要求1所述的石墨烯树脂薄膜的制备方法，其特征在于：所述目标基底的厚度为1-500μm，优选厚度为10-250μm；优选的，所述目标基底的材料为聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚或聚四氟乙烯中的一种或者两种及两种以上的叠合膜材；优选聚萘二甲酸乙二醇酯。3.根据权利要求1所述的石墨烯树脂薄膜的制备方法，其特征在于：所述树脂为热固性树脂或UV固化性树脂，所述热固性树脂优选采用热固性的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂中的一种或者两种以上的混合树脂；所述UV固化性树脂优选采用UV固化性的聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂一种或者两种以上的混合树脂；进一步优选的，所述树脂采用FB9874热固化树脂或者UV9201固化树脂。4.根据权利要求1-3任一项所述的石墨烯树脂薄膜的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小蓓，王炜，谭化兵，
申请(专利权)人：无锡格菲电子薄膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32