一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置及生产方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，包括熔窑和装有石墨烯分散液的储存罐，储存罐通过喷涂管连接喷嘴，喷嘴设置在熔窑内；在熔窑上连接第一供料通道和第二供料通；第一供料通道连接第一导流通道，第一导流通道连接第一成型室，第一成型室连接第一退火窑，第一退火窑连接第一冷端切割装置；第二供料通道连接第二导流通道，第二导流通道连接第二成型室，第二成型室连接第二退火窑，第二退火窑连接第二冷端切割装置。本发明专利技术的优点：本发明专利技术采用一窑两线的方法，在生产石墨烯薄膜玻璃的同时生产普通平板玻璃，能够高效率、低成本的在连续玻璃带表面制备单层或少层的、连续均匀的石墨稀薄膜，它的导电性能和透光性能都得到保障。

【技术实现步骤摘要】
一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置及生产方法
本专利技术涉及平板玻璃生产
，特别涉及一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置及生产方法。
技术介绍
现有的平板玻璃生产线包括“一窑一线”和“一窑多线”两种形式，前者是一座熔窑的玻璃液仅供给一种成形设备、生产单一品种的玻璃，后者是一座熔窑的玻璃液同时供给多种成形设备、同时生产不同品种的平板玻璃，比如：浮法玻璃与浮法玻璃的同时生产，浮法玻璃与平拉玻璃、压延玻璃的同时生产，平拉玻璃与压延玻璃的同时生产等。在现有平板玻璃生产线上生产镀膜玻璃，主要采用采用化学气相沉积或热喷涂的方法，即在浮法线或平拉线的锡槽或退火窑上设置一个镀膜区，将镀膜材料涂镀到运动的玻璃带表面，可以在玻璃表面制备出包括金属膜、金属氧化物薄膜、硅膜、非金属氧化物薄膜等多种薄膜，但现阶段没有采用上述方法在现有平板玻璃生产线上制备出石墨烯薄膜。研究表明，在玻璃表面直接生长石墨烯薄膜需要较高的温度、较长的时间、较苛刻的环境、较昂贵的设备，目前的方法和装备无法满足在线生产的要求。目前在玻璃表面制备石墨烯薄膜主要采用液相涂膜的方法，即利用还原氧化石墨烯或液相剥离石墨烯为原料，在切割后的单片玻璃板表面涂覆一层石墨烯薄膜，该方法虽然操作简单，但存在以下不足：还原氧化石墨烯虽然易制备、成本低，但由于不能完全恢复氧化过程中导致的结构破坏，使得薄膜性能大幅降低，难以制备高质量的石墨烯薄膜；液相剥离石墨烯是一种高质量的石墨烯，可以得到缺陷极少的单层或少层结构，具有规模化制备、原料广泛、工艺和设备简单，成本低廉、容易功能化等独特的优势，但是在采用液相法涂膜的时候，难以控制薄膜的连续性、均匀性和品质，原因在于：石墨烯分散液浓度很低、石墨烯片层尺寸太小，当涂层太薄时，玻璃表面的石墨烯片分布不均，且不连续，透光性虽好，但导电性能差；当涂层太厚时，玻璃表面石墨烯片层数太多，片层叠加严重，导电性能虽好，但透光性能很差；石墨烯分散液中的分散剂难以去除、高沸点的有机溶剂难以挥发等问题，也使得液相剥离石墨烯难以在常温镀膜条件下应用；另外，由于是在单片玻璃板上操作，存在着效率低下，成本较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决
技术介绍
中存在缺点，而提出的一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置及生产方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，包括熔窑，其特征在于：在熔窑上设有两个出料口，两个出料口分别连接第一供料通道和第二供料通道，在熔窑外设有装有石墨烯分散液的储存罐，储存罐连接喷涂管，喷涂管连接喷嘴，喷嘴设置在熔窑内；所述第一供料通道连接第一生产线，第一生产线包括连接第一供料通道的第一导流通道，第一导流通道连接第一成型室，第一成型室连接第一退火窑，第一退火窑连接第一冷端切割装置；所述第二供料通道连接第二生产线，第二生产线包括连接第二供料通道的第二导流通道，第二导流通道连接第二成型室，第二成型室连接第二退火窑，第二退火窑连接第二冷端切割装置。所述装置在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：两个所述出料口均设置在所述熔窑末端的墙上，且设置在熔窑末端墙的竖直中心线上，所述喷嘴设置在熔窑纵向的中心线上。所述第一供料通道设置在所述第二供料通道的上方，且第一供料通道是溢流式供料道，所述熔窑内玻璃液的液面设置在第一供料通道入料口的中部，第二供料通道是流液洞式供料道，第二供料通道的入料口完全在浸没在液面下方。在所述第一供料通道上设有一个折弯，折弯的角度为80-100度。所述折弯的角度为90度，所述第一生产线与所述熔窑的纵向垂直排布设置。所述第二生产线沿所述熔窑纵向的中心线呈直线排布设置。所述熔窑由熔化部、导流部和冷却部组成，在冷却部的上侧还设有两个挡墙，每个挡墙与熔窑上侧的出料口对应配合，两个挡墙形成八字形导流槽，八字形导流槽的小口设置在出料口的一侧。在所述熔窑的顶部设有一组用于通入惰性保护气体的第一进气口，在熔窑的侧壁上设有一组排气口，在所述第一导流通道和所述第一成型室上均设有一组第二进气口。一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在熔窑内加工出熔融玻璃液；步骤二、通过喷嘴向熔窑内玻璃液表面喷涂石墨烯分散液，在玻璃液表面形成石墨烯片层；步骤三、上层浮有石墨烯片层的玻璃液通过第一生产线加工得到附有石墨烯薄膜的玻璃板；步骤四、下层纯净玻璃液通过第二生产线加工得到平板玻璃。所述生产方法在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：在所述第一生产线中，在第一成型室内通过平拉成形法或压延成形法，加工得到在连续玻璃带表面形成石墨烯薄膜，然后通过第一退火窑和第一冷端切割装置加工得到附有石墨烯薄膜的玻璃板。本专利技术的优点在于：本专利技术有效利用液相剥离法制备了低浓度、片层尺寸微小的石墨烯分散液，并利用玻璃液的高温使溶剂能彻底去除，在玻璃表面获得单层或少层的、连续均匀的石墨稀薄膜，它的导电性能和透光性能都得到保障，本专利技术采用一窑两线的方法，能够高效率、低成本的在连续玻璃带表面制备石墨烯薄膜，在生产石墨烯薄膜玻璃的同时生产普通平板玻璃。附图说明图1是本专利技术的基本结构示意图；图2是图1的A-A视图；图3是图1的B-B视图；图4是平拉法加工原理示意图；图5是压延法加工原理示意图。具体实施方式为了使本专利技术更加清楚明白，以下结合附图对本装置详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供的一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，包括熔窑1，熔窑1位现有技术，熔窑1内设有熔融的玻璃液7，在熔窑1末端墙上的竖直中心线上设置两个出料口，上侧的出料口连接第一供料通道2，下侧的侧的出料口连接第二供料通道3。所述熔窑1由熔化部1a、导流部1b和冷却部1c组成，在冷却部1c的上侧还设有两个挡墙11，每个挡墙11与熔窑1上侧的出料口对应配合，两个挡墙11形成八字形导流槽，八字形导流槽的小口设置在出料口的一侧。在熔窑1外设有装有石墨烯分散液的储存罐8，储存罐8连接喷涂管9，喷涂管9连接喷嘴10，喷嘴10设置在冷却部1c内。在冷却部1c的顶部设有一组用于通入惰性保护气体的第一进气口15，在熔窑1的侧壁上设有两排排气口16。所述第一供料通道2是溢流式供料道，所述熔窑1内的液面4设置在第一供料通道2入料口的中部，在第一供料通道2上设有一个折弯2a，折弯2a的角度为80-100度，本方案优选为90度。第一供料通道2连接第一生产线5，在折弯2a的作用下第一生产线5与熔窑1的纵向垂直排布设置，第一生产线5包括连接第一供料通道2的第一导流通道21，第一导流通道21连接第一成型室22，第一成型室22连接第一退火窑23，第一退火窑23连接第一冷端切割装置24，第一导流通道21、第一成型室22、第一退火窑23和第一冷端切割装置24的结构均为现有技术。在第一导流通道21和第一成型室22上均设有一组通入惰性保护气体的第二进气口17。所述第二供料通道3是流液洞式供料道，第二供料通道3的入料口完全在浸没在玻璃液7的液面4下方，第二供料通道3连接第二生产线6，第二生产线6沿所述熔窑1纵向的中心线呈直线排布设置，第二生产线6包括连接第二供料通道3的第二导流通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，包括熔窑（1），其特征在于：在熔窑（1）上设有两个出料口，两个出料口分别连接第一供料通道（2）和第二供料通道（3），在熔窑（1）外设有装有石墨烯分散液的储存罐（8），储存罐（8）连接喷涂管（9），喷涂管（9）连接喷嘴（10），喷嘴（10）设置在熔窑（1）内；所述第一供料通道（2）连接第一生产线（5），第一生产线（5）包括连接第一供料通道（2）的第一导流通道（21），第一导流通道（21）连接第一成型室（22），第一成型室（22）连接第一退火窑（23），第一退火窑（23）连接第一冷端切割装置（24）；所述第二供料通道（3）连接第二生产线（6），第二生产线（6）包括连接第二供料通道（3）的第二导流通道（31），第二导流通道（31）连接第二成型室（32），第二成型室（32）连接第二退火窑（33），第二退火窑（33）连接第二冷端切割装置（34）。

【技术特征摘要】
1.一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，包括熔窑（1），其特征在于：在熔窑（1）上设有两个出料口，两个出料口分别连接第一供料通道（2）和第二供料通道（3），在熔窑（1）外设有装有石墨烯分散液的储存罐（8），储存罐（8）连接喷涂管（9），喷涂管（9）连接喷嘴（10），喷嘴（10）设置在熔窑（1）内；所述第一供料通道（2）连接第一生产线（5），第一生产线（5）包括连接第一供料通道（2）的第一导流通道（21），第一导流通道（21）连接第一成型室（22），第一成型室（22）连接第一退火窑（23），第一退火窑（23）连接第一冷端切割装置（24）；所述第二供料通道（3）连接第二生产线（6），第二生产线（6）包括连接第二供料通道（3）的第二导流通道（31），第二导流通道（31）连接第二成型室（32），第二成型室（32）连接第二退火窑（33），第二退火窑（33）连接第二冷端切割装置（34）。2.根据权利要求1所述的一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，其特征在于：两个所述出料口均设置在所述熔窑（1）末端的墙上，且设置在熔窑（1）末端墙的竖直中心线上，所述喷嘴（10）设置在熔窑（1）纵向的中心线上。3.根据权利要求1所述的一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，其特征在于：所述第一供料通道（2）设置在所述第二供料通道（3）的上方，且第一供料通道（2）是溢流式供料道，所述熔窑（1）内玻璃液（7）的液面（4）设置在第一供料通道（2）入料口的中部，第二供料通道（3）是流液洞式供料道，第二供料通道（3）的入料口完全在浸没在液面（4）下方。4.根据权利要求1所述的一种在玻璃表面制备石墨烯薄膜的生产装置，其特征在于：在所述第一供料通道（2）上设有一个折弯（2a），折弯（2a）的角度为80-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东，鲍田，金良茂，汤永康，甘治平，
申请(专利权)人：蚌埠玻璃工业设计研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34