[发明专利]一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法

说明书

本发明公开了一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法，其特征在于，包括依次连续进行的以下步骤：a、对透明的薄膜基材进行表面改性预处理，清洗表面及降低表面张力；b、薄膜基材表面连续涂布多功能底涂层，使其进一步降低表面张力，增加与石墨烯导电材料层的结合力；c、再涂布至少一层石墨烯材料层，石墨烯材料层至少包括若干微小片状石墨烯，以及其上生长的金属纳米线；d、使得涂布铺展在多功能底涂层上的石墨烯材料上的金属纳米线之间无数个相互搭接点熔接为整体，且各层之间固定为一体。本发明具有操作简单，成本低廉，利于控制，生产效率高，产品质量好等优点。

技术领域

本发明属于石墨烯材料领域，具体涉及到一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法。

背景技术

石墨烯是一种理想的光子与光电子材料,石墨烯透明导电膜可以广泛应用于手机、平板电脑和触摸屏设备等领域，是一种应用非常广泛电子工业基础材料。

现有常规的石墨烯透明导电薄膜制备方法，一般是CVD法，需要先在铜箔上生长形成石墨烯膜，然后再涂抹一层有机玻璃保护层，然后溶蚀掉铜箔后将石墨烯膜转移到薄膜基材表面，然后再去掉有机玻璃保护层。这种制备方法，存在工艺条件苛刻；操作工艺复杂；存在无法克服的内在、固有缺陷，导致成品率低于40%，成本高，效率低，无法实现连续生产；且产品只有较低的导电/透光比，即品质因数低，导电性能较差等缺陷。

专利申请号201510481379.7曾公开过一种石墨烯薄膜的制备方法，采用超声波浸泡搅拌氧化石墨烯、过滤杂质、将氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上、碳化、石墨化并得到石墨烯薄膜。但这种方式仍然存在工艺复杂，且碳化和石墨化步骤难以精确控制，导致产品质量较差的缺陷。这种制备方式并不能得到可用的PET承载的石墨烯透明导电膜，而是将PET薄膜与石墨烯一起碳化掉，再石墨化。这样制备的石墨烯薄膜，透光度极低甚至完全不透光，导电性差，不能用于透明导电膜。一般是用作导热膜。

其它还有旋转涂布、浸渍吸附、LB法(Langmuir-Blodgett)、自组装法(SA；Self-Assembly)等。在这些方法中，前两种只适合实验室制作。LB法和自组装法能够得到比较有序的多层超薄膜。自组装法简便易行，无须特殊装置，通常以水为溶剂，具有以分子等级控制沉积过程和薄膜结构的优点。可以利用连续沉积不同成分，制备膜层间二维甚至三维比较有序的结构，实现膜的光、电、磁等功能，因此近年来广受重视。但这两种方法用来实际制作透明导电膜薄膜，其微观过程却非常复杂，不适合量产。

迄今为止仍然没有相对简单的、高效、低成本、大规模生产石墨烯透明导电膜的方法。

本发明人曾申请过的CN201410847076.8，公开过一种金属纳米线-石墨烯桥架结构复合材料的制造方法，但并没有公布具体卷对卷石墨烯透明导电膜连续生产方法。

迄今为止仍缺乏一种，工艺要求低、效率高、成本低、易控制、质量好、适合大规模生产的卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法。成为本领域技术人员亟待解决的重大问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种操作简单，成本低廉，利于控制，生产效率高，产品质量好，适合大规模卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法。

本申请中涉及的名词术语如下：品质因数：透明导电膜电导率与透光率之比σ_dc/σ_opt。透明导电薄膜除了优良的导电性，还需要优良的电导率、光透射率之比(σ_dc/σ_opt )。σ_dc决定透明导电膜的面电阻，σ_opt决定透明导电膜的光透过率。品质因数很好描述透明导电膜的光电性能。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：