复合气体阻隔膜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气体阻隔膜，依次为基膜、气体阻隔功能层、黏接层和保护膜；所述基膜和保护膜均为聚合物膜；所述气体阻隔功能层为一层或者两层或者多层石墨烯膜或者石墨烯膜与纳米级金属膜的叠加。本实用新型专利技术所提供的石墨烯复合结构可用于气体、液体和固体的密封保护，这种石墨烯复合结构的气体、液体和固体泄露率相对于高分子密封膜和金属密封膜可大大降低；还可用于高分子膜导热方面，石墨烯具有优异的热导性，所以实用新型专利技术提供的这种石墨烯复合结构与不含石墨烯的高分子膜相比，导热性会大大提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种复合气体阻隔膜。
技术介绍
高分子膜由于在表面形成氧化硅、氧化铝、氧化镁等而作为一种气体阻隔膜，可有效地阻挡氧气、水蒸气等，因此广泛地应用于防止食品、工业用品和医药品等的变质的包装。另外，由于可有效地阻挡也能够气等，还可用于密封太阳能电池、液晶显示元件、有机EL元件等电子器件。但是氧化物粒子之间存在晶界缺陷，随着时间的增加，有些气体或液体会泄露，起不到严格密封的作用，因为高分子材料中存在很多孔洞，分子会从孔洞中穿过。金属密封膜的采用会改善密封效果，但密封效果仍不理想。人们选择在基膜上设置铝箔，可获得稳定的氧、水蒸气阻隔性，但是对于气体分子量较小的氢气、氦气的阻隔性较差。近年来人们开发的具有由聚偏二氯乙烯(PVDC)或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)形成的阻隔膜，也可有效地阻挡氧气，但前者含有氯，对环境有污染，后者的阻隔性随环境影响较大。普通高分子膜的导热性能很差，一般工业上的高分子导热材料都是用导热作用的氮化硼、三氧化二铝粉作填料复合而成，制作过程复杂，导热率相对较低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种密封性好，制备简单的复合气体阻隔膜。实现本技术第一个目的的技术方案是一种复合气体阻隔膜，依次为基膜、气体阻隔功能层、黏接层和保护膜；所述基膜为聚合物膜，例如PET膜或PE膜，厚度为10 ym?250 μ m ;所述黏接层为有粘性的固态胶，如:OCA光学胶或双面胶，厚度为2 ym?250 μ m ;所述保护膜为聚合物膜，例如PET膜或PE膜，厚度为10 μ m?250 μ m ;所述气体阻隔功能层为一层或者两层或者多层石墨烯膜或石墨烯与纳米级金属膜的叠加。采用了上述技术方案，本技术具有以下的有益效果:(1)本技术所提供的石墨烯复合结构可用于气体、液体和固体的密封保护，这种石墨烯复合结构的气体、液体和固体泄露率相对于高分子密封膜和金属密封膜可大大降低；还可用于高分子膜导热方面，石墨烯具有优异的热导性，所以技术提供的这种石墨烯复合结构与不含石墨烯的高分子膜相比，导热性会大大提高。(2)本技术提供了多种复合气体阻隔膜的结构方案，包括采用石墨烯膜制备而得的以及石墨烯粉末制备而得，包含金属膜和不含金属膜的，均充分利用了石墨烯的优良密封性能和超高热导性，品质优良，选择余地大。【附图说明】为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为本技术的一种结构示意图。图2为本技术的第二种结构示意图。附图中标号为:基膜1、气体阻隔功能层2、石墨烯膜21、金属膜22、黏接层3、保护膜4。【具体实施方式】(实施例1)本实施例的一种复合气体阻隔膜的制备方法，包括以下步骤:步骤一:准备基膜1、含石墨烯膜21的生长基体、含黏接层3的保护膜4 ;基膜I为PET膜或PE膜，厚度为10 μ m?250 μ m ;所述保护膜4为PET膜或PE膜，厚度为10 μ m?250 μ m ;黏接层3的种类为OCA光学胶或双面胶，黏接层3的原材料为有机硅橡胶、丙烯酸型树脂及不饱和聚酯、聚氨酯、环氧树脂等的一种或几种的组合，黏接层3的厚度2 μπι?250 μ m ;获得含石墨烯膜21的生长基体的方法为:将经过化学抛光、电化学抛光、机械抛光中的一种表面处理过的铜箔放入密闭的化学气象沉积炉内；将沉积炉内的空气抽干净，充入10-200sccm氢气和100-1000sccm氩气，使沉积炉内的压力保持在常压；加热沉积炉到900-1050°C，在这个温度下保持5-40min ;通入l_20sccm的碳氢化合物，保持5_30min ;关闭碳氢化合物和氢气，只通氩气，同时停止加热，使沉积炉随炉冷却至室温；取出石墨烯膜21的生长基体；本实施例中石墨烯的层数为3?8层。步骤二:将含石墨烯膜2的生长基体与含黏接层3的保护膜4采用贴覆的方法复合；然后采用化学剥离或电化学剥离方法中的一种去除生长基体；得到石墨烯膜21+黏接层3+保护膜4的复合结构；步骤三:将步骤二得到的复合结构与基膜I采用贴覆的方法复合。由本实施例的方法获得的复合气体阻隔膜的结构如图1所示。(实施例2)本实施例的方法与实施例1的区别在于气体阻隔功能层2还包含一层采用真空蒸镀或溅射镀膜或脉冲激光沉积方法覆盖的纳米级金属膜21。该结构示意图如图2所示。(实施例3)本实施例为另一种方案，石墨烯膜采用石墨烯粉末得到。具体步骤为:步骤一:准备基膜I和保护膜4 ;基膜I为PET膜或PE膜，厚度为1ym?250 μπι。步骤二:在基膜I上形成石墨烯膜2 ;将石墨烯粉末和碳黑按一定比例混合后，溶于去离子水或者有机溶液中，选择加入或不加粘合剂；浸渍法、刮涂法、喷涂法、滚涂法、旋涂法、辊涂法、浇涂法、喷墨法、印刷法、流延成膜法、棒涂法、凹版印刷法方法中的一种将石墨烯粉末溶液涂覆在基膜I上，在空气或烘箱中干燥，形成一层石墨烯膜2步骤三:在石墨烯膜2上滚压贴覆含有黏结层3的保护膜4。该结构如图1所示。气体阻隔功能层2还可以包含一层采用真空蒸镀或溅射镀膜或脉冲激光沉积方法覆盖的纳米级金属膜21，得到图2所示的复合气体阻隔膜结构。(实施例4)本实施例的结构与实施例1相同，得到的复合气体阻隔膜如图1所示；石墨烯膜采用低压化学气相沉积法获得的石墨烯膜为基础转移得到多层石墨烯膜。具体来说可以采用下述四种方法:第一种:2.1采用化学气相沉积法在低压下获得含有石墨烯膜21的生长基体；2.2将长有石墨烯膜21的生长基体贴覆在热释放胶带上；2.3去除生长基体；2.4将含有石墨烯膜21的热释放胶带贴覆到基膜I上；2.5在90_125°C的温度下将热释放胶带释放，完成第一层石墨烯膜21从热释放胶带到基膜I的转移；2.6将生长有石墨烯膜21的生长基体贴覆在热释放胶带上；2.7去除生长基体；2.8将含有石墨烯膜21的热释放胶带贴覆到步骤2.5的石墨烯膜21上；2.9在90-125?的温度下将热释放胶带释放，完成第二层石墨烯膜层21从热释放胶带到第一层石墨烯膜21的转移；2.10重复2.6-2.9步，完成第η层石墨稀层从生长基体到第η_1层石墨稀层的转移η为自然数，n ^ I ;得到气体阻隔功能层2和基膜I的复合结构；步骤三中，将含有黏接层3的保护膜4贴合到气体阻隔功能层2上。第二种:2.1采用化学气相沉积法在低压下获得含有石墨烯膜21的生长基体；2.2将长有石墨烯膜21的生长基体贴覆在热释放胶带上；2.3去除生长基体；2.4将长有石墨烯膜层21的生长基体贴覆在已经转有一层石墨烯膜21的热释放胶带上，去除生长基体；2.5重复步骤2.4，完成η层(η为自然数，η彡I)石墨烯到热释放胶带的转移；2.6将转有η层石墨烯膜的热释放胶带贴覆到基膜I上；2.7在90-125?的温度下将热释放胶带释放，完成η层石墨烯到基膜I上的转移；得到气体阻隔功能层2和基膜I的复合结构；步骤三中，将含有黏接层3的保护膜4贴覆到气体阻隔功能层2上。第三种:2.1采用化学气相沉积法在低压下获得含有石墨烯膜21的生长基体；2.2在基膜I上涂一层粘结剂；2.3将长有石墨稀I旲21的生长基体贴覆在基I旲I上；2.4去除生长基体；2.5将长有石墨烯膜21的生长基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合气体阻隔膜，其特征在于：依次为基膜(1)、气体阻隔功能层(2)、黏接层(3)和保护膜(4)；所述基膜(1)和保护膜(4)均为聚合物膜；所述气体阻隔功能层(2)为一层或者两层或者多层石墨烯膜(21)；所述基膜(1)厚度为10μm～250μm；所述黏接层(3)厚度为2μm～250μm；所述保护膜(4)厚度为10μm～250μm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金虎，娄晓静，彭鹏，周振义，
申请(专利权)人：常州二维碳素科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32