石墨烯纸胶膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯纸胶膜及其制备方法和应用。该石墨烯纸胶膜包括：胶膜层和石墨烯纸层，所述石墨烯纸层布设有通孔或切口。所得石墨烯纸胶膜克服了现有石墨烯纸的片层之间容易发生分离、结构不稳定且不能够大面积整体使用的缺点，所得石墨烯纸胶膜中的石墨烯纸层本身具有更加稳定的结构，石墨烯纸的片层之间不易发生分离，进而使得到的石墨烯纸胶膜便于保存和运输，并且可将石墨烯纸“铆接”在复合材料上，使得大面积的石墨烯纸能够整体上与复合材料胶接，能够实现复合材料防雷击保护及电加热除冰功能，进一步拓宽了复合材料的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯纸胶膜及其制备方法和应用
本专利技术属于石墨烯材料
，具体涉及一种石墨烯纸胶膜及其制备方法和应用。
技术介绍
为了促进石墨烯在复合材料尤其是树脂基复合材料上的应用，目前常用的方法是将石墨烯粉体均匀分散在树脂基体中，通过树脂基体与纤维复合制成复合材料。但是，采用将石墨烯粉体均匀分散在树脂基体后而制成的复合材料，其复合材料的力学性能、导电、导热性能提高有限，石墨烯粉体在树脂基体中的质量百分含量仅为0.5％～2％，因此，由石墨烯粉体制得的复合材料在导电、导热性能上远不及石墨烯本体材料，难以实现复合材料对防雷击保护及电加热除冰的功能。利用石墨烯实现复合材料防雷击保护及电加热除冰功能，通过采用石墨烯纸是一个可行的方案。然而，石墨烯纸与复合材料(如纤维增强树脂基复合材料)的粘接是工程应用的最大难题。原因是：石墨烯纸是大量石墨烯片层聚集的结构，石墨烯片层之间仅依靠范德华力连接，然而由于石墨烯片层之间的范德华力较弱，石墨烯片层很容易发生分离，整个结构的稳定性很差，石墨烯纸不适合大面积整体应用。现有技术中，在树脂基复合材料领域中利用大面积整体化石墨烯膜或石墨烯纸进行工程应用的实例鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯纸胶膜及其制备方法和应用，从而克服现有石墨烯纸的片层之间容易发生分离、结构不稳定且不能够大面积整体使用的缺点。为实现上述一个或多个目的，在本专利技术的一个实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜，包括：胶膜层；石墨烯纸层，所述石墨烯纸层布设有通孔或切口；其中，所述胶膜层覆盖于石墨烯纸层的上面。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜，所述胶膜层是树脂胶膜层。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜，所述树脂胶膜层选自环氧树脂胶膜、不饱和聚酯树脂胶膜、乙烯基酯树脂胶膜、双马来酰亚胺树脂胶膜中的一种，胶层的选择与树脂基复合材料的树脂兼容匹配。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜，所述通孔或切口在石墨烯纸层上下贯通。在本专利技术的一个实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的制备方法，该石墨烯纸胶膜具有上述石墨烯纸胶膜的结构，包括以下步骤：(1)利用一体化切刀使石墨烯纸裁切成通孔或切口；(2)利用真空作用除去切除的石墨烯纸；以及(3)将胶膜铺覆在石墨烯纸层上形成胶膜层，制得石墨烯纸胶膜。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的制备方法，该制备方法步骤(1)中：将裁切模块的一体化切刀穿过支撑模板，使石墨烯纸裁切成通孔或切口；和/或，在将一体化切刀穿过支撑模板之前，先通过固定模块压实石墨烯纸。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的制备方法，该制备方法步骤(2)中利用裁切模块的真空作用除去切除的石墨烯纸。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的制备方法，该制备方法步骤(3)中利用滚轮将胶膜铺覆在石墨烯纸层上。在本专利技术的一个实施方案中，本专利技术提供了一种上述石墨烯纸胶膜用于制备功能复合材料的应用。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的应用，其中，制备功能复合材料时采用的复合材料是树脂基复合材料。在本专利技术的一个优选实施方案中，本专利技术提供了一种石墨烯纸胶膜的应用，所述树脂基复合材料是纤维增强树脂基复合材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术中在石墨烯纸层分布有通孔或切口，该通孔或切口上下贯通，可使胶膜层的胶液在一定温度下(通常为180℃)铺覆过程中易于渗入通孔或切口中，降温后，胶液在通孔或切口固化，使得石墨烯纸层的层层之间更加牢固；相对于现有石墨烯片层之间仅依靠较弱的范德华力连接，本专利技术所得石墨烯纸胶膜中的石墨烯纸层本身具有更加稳定的结构，石墨烯纸的片层之间不易发生分离，进而使得到的石墨烯纸胶膜便于保存和运输。(2)本专利技术中在石墨烯纸层上覆盖了胶膜层，该胶膜层能够使石墨烯纸层大面积平铺在胶膜层上，使得大面积的石墨烯纸能够整体上与复合材料胶接，从而使得到的石墨烯纸胶膜本身具有大面积的整体结构，用于复合材料时，使用更加方便。(3)本专利技术所得石墨烯纸胶膜用于制备功能复合材料时，胶膜层在高温下变成胶液，胶液流动并填充石墨烯纸胶膜的通孔或切口，稳定降低后，胶液固化，将石墨烯纸“铆接”在复合材料上，特别是树脂基复合材料(如纤维增强树脂基复合材料)表面。因此，本专利技术所得石墨烯纸胶膜中的石墨烯纸层不仅能够稳定粘附在复合材料的表面，而且石墨烯纸层本身结构稳定，不会脱落或破碎，能够实现复合材料防雷击保护及电加热除冰功能，进一步拓宽了复合材料的应用范围。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：图1是根据本专利技术的石墨烯纸胶膜的示意图。图2是根据本专利技术的含通孔的石墨烯纸胶膜的示意图。图3是根据本专利技术的含切口的石墨烯纸胶膜的示意图。图4是根据本专利技术的功能复合材料的示意图。主要附图标记说明：1-胶膜层，2-石墨烯纸层，21-通孔或切口，3-复合材料层。具体实施方式下面对本专利技术的技术方案作进一步进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。实施例1：一种石墨烯纸胶膜，如图1所示，包括：胶膜层1、石墨烯纸层2，石墨烯纸层2布设有通孔或切口21，且胶膜层1覆盖在石墨烯纸层2的上面。具有通孔21的石墨烯纸胶膜的结构如图2所示，具有切口21的石墨烯纸胶膜的结构如图3所示，通孔或切口21在石墨烯纸层2上下贯通，但是与胶膜层1不贯通。实施例2：一种石墨烯纸胶膜的制备方法，步骤包括：(1)通过固定模块压实石墨烯纸；(2)将裁切模块的一体化切刀穿过支撑模板，使石墨烯纸裁切成通孔或切口21；(3)利用裁切模块的真空作用除去切除的石墨烯纸，得到石墨烯纸层2；以及(4)利用滚轮装置将胶膜铺覆在石墨烯纸层上形成胶膜层1，制得石墨烯纸胶膜。制得的石墨烯纸胶膜可为如图2所示的含通孔的石墨烯纸胶膜，还可为如图3所示的含切口的石墨烯纸胶膜。实施例3：石墨烯纸胶膜用于制备功能复合材料，选择的复合材料是碳纤维增强树脂基复合材料，如图4所示。将胶膜层1铺贴在模具表面，然后将石墨烯纸层2铺贴在胶膜层1上，随着温度上升指180℃，在外加压力的作用下，胶膜层1中的胶液流动并填充通孔或切口21，胶膜层1中的胶液与复合材料层3中树脂分子结构兼容，固化后形成一体，将石墨烯纸层2“铆接”在复合材料层3表面，得到功能复合材料。前述对本专利技术的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本专利技术限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本专利技术的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本专利技术的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本专利技术的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯纸胶膜，其特征在于，包括：胶膜层；石墨烯纸层，所述石墨烯纸层布设有通孔或切口；其中，所述胶膜层覆盖于石墨烯纸层的上面。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纸胶膜，其特征在于，包括：胶膜层；石墨烯纸层，所述石墨烯纸层布设有通孔或切口；其中，所述胶膜层覆盖于石墨烯纸层的上面。2.根据权利要求1所述的石墨烯纸胶膜，其特征在于，所述胶膜层是树脂胶膜层。3.根据权利要求2所述的石墨烯纸胶膜，其特征在于，所述树脂胶膜层选自环氧树脂胶膜、不饱和聚酯树脂胶膜、乙烯基酯树脂胶膜、双马来酰亚胺树脂胶膜中的一种。4.根据权利要求1所述的石墨烯纸胶膜，其特征在于，所述通孔或切口在石墨烯纸层上下贯通。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的石墨烯纸胶膜的制备方法，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛朝波，何鹏，王大伟，高岩，
申请(专利权)人：康得复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13