[發明專利]具有多孔結構的導熱聚四氟乙烯薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910223864.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109910418B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 陳軍;王霄;倪海鷹
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B32B37/06
• 分類號: B32B37/06;B32B37/10;B32B38/08;B32B38/16;B32B27/32;B32B27/12;B32B27/02;B32B3/24;C08J7/12;C08L27/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 苗艷榮

具有多孔結構的導熱聚四氟乙烯薄膜的制備方法，屬于功能材料領域，包括以下步驟：1：通過熱壓貼合將聚丙烯無紡布貼合到聚四氟乙烯膜上；2：采用氧氣等離子處理聚四氟乙烯膜；3：將聚四氟乙烯膜浸泡到無水乙醇中；4：制備石墨烯浸泡液；5：將聚四氟乙烯膜浸泡到石墨烯分散液中；6：將浸泡好的聚四氟乙烯膜取出干燥。本發明通過石墨烯修飾的聚四氟乙烯薄膜，是薄、韌、易折疊、韌性好的新型光蒸發薄膜材料，其制備方法簡單，易操作，成本低，適合大規模商業生產。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種具有多孔結構的導熱聚四氟乙烯薄膜及其制備方法。

背景技術

淡水短缺已成為當今最嚴重的全球性挑戰之一，因此，如何高效地生產淡水成為亟待解決的問題，而利用太陽能生產淡水被認為是解決這一問題的一種經濟辦法。豐富的太陽能使太陽能淡化海水和廢水處理成為最有前途的技術之一，同時也是研究的熱點。而傳統的太陽能凈化水資源處理器并沒有能夠解決污垢的問題，其他關鍵的缺點包括需要加熱整個體積的水，定期清洗積聚的污染物，以及收集足夠的陽光所需的廣闊土地面積。近年來，利用浮式結構實現了高效的太陽蒸發，不需要占用大量的土地，而且可以直接在水面上布置。為了達到高蒸發率，這些結構將熱量的產生定位到水-空氣界面，以避免加熱整個大體積的水(如海洋)。但是，具有高效率的蒸汽生成的太陽能蒸汽裝置往往需要復雜的制造工藝和高昂的材料成本，這限制了這些新技術的廣泛應用。尋找經濟有效的解決方案對大規模水處理具有重要意義。太陽能驅動的界面蒸發系統的發展主要圍繞太陽能吸收體展開，目前，已經研究和開發了兩類太陽能吸收材料，即碳基和等離子體吸收體。

由于碳基材料中原子核π電子緊密間隔的能級，使它們在整個太陽光譜中有著廣泛吸收，受激電子弛豫到基態會釋放熱量的特點。碳基材料包括炭黑，CNT，石墨烯，GO，rGO等，由于其廣泛的光吸收，高穩定性，重量輕和低成本而具有廣闊的應用前景，是最著名的光熱材料。碳基材料不含有毒金屬，在陽光下比等離子體具有更好的穩定性，并且可以容易地制成具有太陽熱應用所需的宏觀，微觀和納米級形態的各種結構。考慮到成本、可用性、穩定性和毒性，碳基光熱材料是非常有利的選擇，在太陽能蒸發和蒸餾應用中得到了比其他材料更廣泛的探索。

制備多孔結構是提高許多碳材料光吸收的有效策略，其中石墨烯和rGO得到了廣泛的探索。此外，碳材料具有很高的導熱系數，這有利于減少水的導熱損失。

石墨烯是天然的黑色材料，適用于寬帶太陽吸收，同時還具有吸收率高、成本低、加工性能好等優點，是很有前途的吸收體，使得石墨烯在太陽能蒸發方面具有極高的應用價值。

文獻“王永虎等，氧化石墨烯-聚四氟乙烯納米復合材料及性能”闡述了將PTFE粉料浸泡在采用硅烷偶聯劑KH550改性后的氧化石墨烯(kOG)分散液中，攪拌分散后，將固體烘干、模壓成型、燒結、切割打磨制得復合材料，但該方法首先使用的是粉料，而且需要將氧化石墨烯進行改性，制得的成品也需要經過復雜處理才能得到最終成品，最終產品的使用效果不好，且工藝復雜，不利于工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供具有多孔結構的導熱聚四氟乙烯薄膜及其制備方法，所述方法制備過程簡單，制備周期短，成本低且適合大規模生產；制備得到的具有多孔蒸發結構的導熱聚四氟乙烯薄膜材料，浮動蒸發結構可與水界面一起移動，能連續工作，效率高。

本發明采取的技術方案是：

具有多孔結構的導熱聚四氟乙烯薄膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：通過熱壓貼合將聚丙烯無紡布貼合到聚四氟乙烯膜上；

步驟2：采用氧氣等離子處理步驟1中貼合了聚丙烯無紡布的聚四氟乙烯膜；

步驟3：將等離子處理后的聚四氟乙烯膜浸泡到無水乙醇中；

步驟4：將石墨烯分散液加入蒸餾水中，攪拌混合，并超聲處理5～60min，制備成石墨烯浸泡液；