一种纳米石墨片导电薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米石墨片导电薄膜及其制备方法。纳米石墨片导电薄膜是以纳米石墨片为填料、成膜物质为基体膜材的一种复合导电薄膜。制备时，首先，将稀释剂和助剂与成膜物质混合均匀获得基体膜材浆料，然后用流延成型的方法成膜，加热干燥以调整基体膜材薄膜的硬度，再采用微粉喷射成型方法将纳米石墨片精确嵌入到基体膜材中，加热固化，获得纳米石墨片导电薄膜。本发明可实现纳米石墨片导电薄膜的可控制备，保证了纳米石墨片在基体膜材内的分散范围和效果，避免导电填料分散不均匀问题，所制备的纳米石墨片导电薄膜具有强度高、不易破损、形状任意可控、导电性能稳定等优点，且导电效果得到明显提高。

主权项

一种纳米石墨片导电薄膜，其特征在于，该导电薄膜包括以纳米石墨片及成膜物质，其中，纳米石墨片为导电填料，成膜物质为基体膜材；所述的成膜物质为酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种，所述的纳米石墨片厚度为1‑20 nm，高度为0.05‑100 um，宽度为0.01‑5 um，相邻纳米片间距为0.01‑5 um，其制备方法包括以下步骤：(1)将纳米石墨片置于无水乙醇中，经超声分散及反复洗涤后于60℃烘箱内烘干24小时，然后取出密封保存待用；(2)按所需制备导电薄膜的大小，准备合适尺寸的耐高温分离膜，并用将耐高温分离膜胶带固定于流延成型装置的基带上；(3)将成膜物质、稀释剂和助剂按照一定的比例混合，在100‑200 r/min搅拌速度下，将混合浆料搅拌50‑120min以保证其充分混合，然后将混合浆料转移至真空搅拌罐中，并添加除泡剂，在搅拌速度为150‑250 r/min时继续搅拌30‑90 min,同时辅以真空除气，此时，真空搅拌罐内的真空度控制为‑0.5～‑2 KPa，最终得到混合基体膜材浆料；(4)利用得到的混合基体膜材浆料，装入流延成型装置的料斗中，采用流延成型的方法，在准备的耐高温分离膜上按照所设计的导电薄膜形状制成厚度为0.2mm的基体膜材薄膜；(5)将基体膜材薄膜连同耐高温分离膜一起置于烘箱内，在60‑90℃温度条件下，加热干燥5‑20 min，以调整基体膜材薄膜的固化程度，取出待用；(6)将基体膜材薄膜连同耐高温分离膜一起转移、固定于微喷射成型的实验台上，采用微粉喷射打印成形的方法在喷射压力0.4‑1MPa，送粉量0.0001‑0.005 kg/s，喷射距离10‑30mm，所要求达到的最低速度为300m/s的条件下，对所产生的高压、高速气流进行精确控制，最终纳米石墨片颗粒在高压气流的作用下将纳米石墨片加速，达到其临界速度，同时，通过对打印喷头X/Y方向运动的精确控制，实现纳米石墨片在基体膜材上按照所需的形状精确分散、嵌入到基体膜材中，形成一层致密的导电薄膜；(7)将基体膜材薄膜连同耐高温分离膜一起取出，在60‑90℃温度条件下，加热固化30‑60 min；（8）去除固定胶带、并将导电薄膜从耐高温分离膜上剥离，得到纳米石墨片导电薄膜。