[發明專利]石墨烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410765574.8
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104485157B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 許林峰;汪偉;劉兆平
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B13/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種石墨烯復合材料，包括：基體；復合于所述基體上的石墨烯層；復合于所述石墨烯層上的保護膜層；所述保護膜層由前驅體樹脂與導電物質組成。本申請通過在石墨烯表面復合包括前驅體樹脂與導電物質的保護膜層，其中前驅體樹脂使保護膜層具有良好的耐刮擦性與高透光性，導電物質使保護膜在垂直薄膜方向導電，從而使保護膜具有高透光性、垂直薄膜方向導電以及耐刮擦性。本申請還提供了一種石墨烯復合材料的制備方法。

技術領域

本發明涉及石墨烯技術領域，尤其涉及石墨烯復合材料及其制備方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，其是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯具有較高的導熱系數、電子遷移率與較低的電阻率，因此石墨烯有望在能源、材料、電子與生物醫藥等領域獲得極大地發展。

目前各種生長工藝制備的石墨烯薄膜，表面耐刮擦性能差，耐超聲清洗能力也不佳，因此工業上無法高效地生產和運用石墨烯透明導電膜于各種電子行業中。申請號為201410170163.4的中國專利公開了一種石墨烯和導電聚合物復合材料及其制備方法，該專利是在基體表面上依次具有石墨烯層和導電聚合物層，形成基體/石墨烯層/導電聚合物層；或者在基體表面上依次具有導電聚合物層和石墨烯層，形成基體/導電聚合物層/石墨烯層。本專利提供的導電聚合物復合材料能夠顯著降低石墨烯轉移后的方阻，且穩定性好，長時間放置石墨烯方阻的衰減也非常小，但是本專利在石墨烯耐刮擦以及耐超聲清洗等方面未得到較大改善，并且在一定程度上犧牲了整體膜的透光率。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種石墨烯復合材料，本申請提供的石墨烯復合材料使保護膜層具有高透光、垂直薄膜方向導電以及良好的耐刮擦性。

本申請提供了一種石墨烯復合材料，包括：

基體；復合于所述基體上的石墨烯層；復合于所述石墨烯層上的保護膜層；所述保護膜層由前驅體樹脂與導電物質組成。

優選的，所述前驅體樹脂選自環氧樹脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯、熱塑性膠粘劑和光固化膠粘劑中的一種或多種。

優選的，所述導電物質選自氧化物導電材料、金屬導電材料或導電高分子聚合物中的一種或多種。

優選的，所述保護膜的厚度為100nm～10μm。

優選的，所述基體為柔性基體或硬性基體；所述柔性基體為聚對苯二甲酸類塑料、聚乙烯類塑料、聚碳酸酯類塑料或聚氯乙烯；所述硬性基體為玻璃、硅片或石英。

本申請還提供了一種石墨烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

將導電物質與樹脂前驅體混合，得到混合物；

將所述混合物涂敷于復合于基體表面的石墨烯的表面，然后進行固化，得到石墨烯復合材料。

優選的，所述前驅體樹脂選自環氧樹脂、聚氨酯、聚丙烯酸酯、熱塑性膠粘劑和光固化膠粘劑中的一種或多種。

優選的，所述導電物質選自氧化物導電材料、金屬導電材料或導電高分子聚合物中的一種或多種。

優選的，所述固化為熱固化或UV固化。

優選的，所述涂敷的方式為旋涂、棒涂、輥涂、絲網印刷或噴涂。

本申請提供了一種石墨烯復合材料，包括：基體；復合于所述基體上的石墨烯層；復合于所述石墨烯層上的保護膜層；所述保護膜層由前驅體樹脂與導電物質組成。本申請通過在石墨烯層表面復合保護膜層，所述保護膜層由前驅體樹脂與導電物質組成，其中前驅體樹脂使保護膜層具有高透光性與耐刮擦性，而保護膜層中的導電物質使保護膜層具有垂直薄膜方向導電性，因此本申請的保護膜能夠實現對石墨烯薄膜的保護，且具有高透光、垂直薄膜方向導電與良好的耐刮擦性。