一种石墨烯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯110‑120、苯胺35‑40、过硫酸钠0.8‑1、二巯丙磺酸钠1‑2、n‑水杨酰苯胺0.6‑1、羟乙基纤维素3‑4、对甲基苯磺酸0.01‑0.03、马来松香3‑5、硅烷偶联剂kh550 1‑2，本发明专利技术通过酸与氨基的反应，进一步改善了石墨烯与聚苯胺之间的分散相容性，从而提高了成品薄膜的导电和力学稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯薄膜及其制备方法
本专利技术属于薄膜领域，具体涉及一种石墨烯薄膜及其制备方法。
技术介绍
石墨烯在2004年被发现是由单层碳原子堆叠而成的二维蜂窝状晶体。石墨烯独特的晶体结构和零带隙能级结构，使其具有优异的力热光电性能，有望在电池、显示器、场效应管、传感器等器件中得到广泛的应用。石墨烯的表面性质，如浸润性、润滑性、黏着性等极大地影响其在器件领域的应用；石墨烯出色的物理性能，促使了其在高分子材料领域中的研究与应用，人们总是努力地尝试将石墨烯与聚合物制成复合材料，试图通过石墨烯来改进聚合物的导电、导热及其他特殊的性能；结构完整的石墨烯由稳定的苯六元环组成，其表面呈惰性，与聚合物之间的相互作用力较小，而石墨烯片层间存在较强的范德华力，易发生聚集，很难在聚合物基体中均匀的分散，这严重影响了石墨烯在聚合物改性中的研究与应用；在目前已发现的导电高分子中，聚苯胺因其合成简单、价格低廉、电导率可调、环境稳定性好等诸多优点，尤其它在金属腐蚀防护、静电释放、电磁干扰屏蔽等领域有大规模应用的前景，成为研究最为广泛的一类导电高分子材料；然而为了更进一步的提高聚苯胺的导电性能，增大其应用领域，本专利技术研究了一种将其与石墨烯共混，得到复合导电材料的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种石墨烯薄膜及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯110-120、苯胺35-40、过硫酸钠0.8-1、二巯丙磺酸钠1-2、n-水杨酰苯胺0.6-1、羟乙基纤维素3-4、对甲基苯磺酸0.01-0.03、马来松香3-5、硅烷偶联剂kh5501-2。一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸钠，加入到其重量10-14倍的去离子中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(2)取马来松香，加入到其重量30-50倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为60-65℃，保温搅拌10-20分钟，得酰胺溶液；(3)取n-水杨酰苯胺，加入到其重量10-18倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入羟乙基纤维素，超声3-10分钟，加入氧化石墨烯，升高温度为50-55℃，保温搅拌1-2小时，得石墨烯分散液；(4)取上述酰胺溶液、石墨烯分散液、二巯丙磺酸钠混合，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为65-70℃，保温搅拌1-2小时，得氨基溶液；(5)取苯胺、氨基溶液混合，加入到混合料重量15-20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-70℃，加入上述引发剂溶液，搅拌反应3-4小时，出料冷却，得氨基聚苯胺溶液；(6)取对甲基苯磺酸，与上述氨基聚苯胺溶液混合，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在70-75℃下干燥10-13小时，出料冷却，揭膜，即得所述石墨烯薄膜。本专利技术的优点：本专利技术采用硅烷偶联剂kh550处理石墨烯，然后与苯胺单体共混，在引发剂作用下聚合，得氨基聚苯胺溶液，然后与对甲基苯磺酸共混，通过酸与氨基的反应，进一步改善了石墨烯与聚苯胺之间的分散相容性，从而提高了成品薄膜的导电和力学稳定性。具体实施方式实施例1一种石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯110、苯胺35、过硫酸钠0.8、二巯丙磺酸钠1、n-水杨酰苯胺0.6、羟乙基纤维素3、对甲基苯磺酸0.01、马来松香3、硅烷偶联剂kh5501。一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸钠，加入到其重量10倍的去离子中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(2)取马来松香，加入到其重量30倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为60℃，保温搅拌10分钟，得酰胺溶液；(3)取n-水杨酰苯胺，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入羟乙基纤维素，超声3分钟，加入氧化石墨烯，升高温度为50℃，保温搅拌1-2小时，得石墨烯分散液；(4)取上述酰胺溶液、石墨烯分散液、二巯丙磺酸钠混合，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为65℃，保温搅拌1小时，得氨基溶液；(5)取苯胺、氨基溶液混合，加入到混合料重量15倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，加入上述引发剂溶液，搅拌反应3小时，出料冷却，得氨基聚苯胺溶液；(6)取对甲基苯磺酸，与上述氨基聚苯胺溶液混合，在60℃下保温搅拌1小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在70℃下干燥10小时，出料冷却，揭膜，即得所述石墨烯薄膜。实施例2一种石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯120、苯胺40、过硫酸钠1、二巯丙磺酸钠2、n-水杨酰苯胺1、羟乙基纤维素4、对甲基苯磺酸0.03、马来松香5、硅烷偶联剂kh5502。一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)取过硫酸钠，加入到其重14倍的去离子中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(2)取马来松香，加入到其重量50倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为65℃，保温搅拌20分钟，得酰胺溶液；(3)取n-水杨酰苯胺，加入到其重量18倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入羟乙基纤维素，超声10分钟，加入氧化石墨烯，升高温度为50-55℃，保温搅拌1-2小时，得石墨烯分散液；(4)取上述酰胺溶液、石墨烯分散液、二巯丙磺酸钠混合，搅拌均匀，加入硅烷偶联剂kh550，升高温度为70℃，保温搅拌2小时，得氨基溶液；(5)取苯胺、氨基溶液混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述引发剂溶液，搅拌反应4小时，出料冷却，得氨基聚苯胺溶液；(6)取对甲基苯磺酸，与上述氨基聚苯胺溶液混合，在65℃下保温搅拌2小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在75℃下干燥13小时，出料冷却，揭膜，即得所述石墨烯薄膜。性能测试：本专利技术石墨烯薄膜的面电阻为350-410(mΩ/sq)；将本专利技术的石墨烯薄膜粘附在玻璃纤维滤纸上，进行弯折，弯折角度为150°，弯折30000次不断裂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯薄膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯110‑120、苯胺35‑40、过硫酸钠0.8‑1、二巯丙磺酸钠1‑2、n‑水杨酰苯胺0.6‑1、羟乙基纤维素3‑4、对甲基苯磺酸0.01‑0.03、马来松香3‑5、硅烷偶联剂kh550 1‑2。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯薄膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：氧化石墨烯110-120、苯胺35-40、过硫酸钠0.8-1、二巯丙磺酸钠1-2、n-水杨酰苯胺0.6-1、羟乙基纤维素3-4、对甲基苯磺酸0.01-0.03、马来松香3-5、硅烷偶联剂kh5501-2。2.一种如权利要求1所述石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取过硫酸钠，加入到其重量10-14倍的去离子中，搅拌均匀，得引发剂溶液；(2)取马来松香，加入到其重量30-50倍的二甲基甲酰胺中，升高温度为60-65℃，保温搅拌10-20分钟，得酰胺溶液；(3)取n-水杨酰苯胺，加入到其重量10-18倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入羟乙基纤维素，超声...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明，何天赐，
申请(专利权)人：桐城市明丽碳化硼制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34