狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法技术

本发明专利技术公开了一种狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，将涂料设置于一个涂料盒体内，涂料盒体上设置一道对应薄膜基材宽度的狭缝，然后依靠控制压力将涂料挤出并涂布到薄膜基材表面。还公开了采用了上述方法实现各功能层涂布的一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法。本发明专利技术利用了狭缝挤压式涂布原理实现透明薄膜基材各功能层的涂布处理，具有实施简单，操作方便，利于控制，涂布量精确，涂布效率高，稳定性好等优点。

Functional Layer Setting Method of Slit Coated Graphene Transparent Conductive Film Substrate

【技术实现步骤摘要】
狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法
本专利技术属于石墨烯透明导电膜制备领域，具体涉及到一种狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法。
技术介绍
石墨烯是一种理想的光子与光电子材料,石墨烯透明导电膜可以广泛应用于手机、平板电脑和触摸屏设备等领域，是一种应用非常广泛的电子工业基础材料。现有常规的石墨烯透明导电薄膜制备方法，一般是CVD法，需要先在铜箔上生长形成石墨烯膜，然后再涂抹一层有机玻璃保护层，然后溶蚀掉铜箔后将石墨烯膜转移到薄膜基材表面，然后再去掉有机玻璃保护层。这种制备方法，存在工艺条件苛刻；操作工艺复杂；存在无法克服的内在、固有缺陷，导致成品率低于40%，成本高，效率低，无法实现连续生产；且产品只有较低的导电/透光比，即品质因数低，导电性能较差等缺陷。专利申请号201510481379.7曾公开过一种石墨烯薄膜的制备方法，采用超声波浸泡搅拌氧化石墨烯、过滤杂质、将氧化石墨烯溶液涂布到PET薄膜上、碳化、石墨化并得到石墨烯薄膜。但这种方式仍然存在工艺复杂，且碳化和石墨化步骤难以精确控制，导致产品质量较差的缺陷。这种制备方式并不能得到可用的PET承载的石墨烯透明导电膜，而是将PET薄膜与石墨烯一起碳化掉，再石墨化。这样制备的石墨烯薄膜，透光度极低甚至完全不透光，导电性差，不能用于透明导电膜。一般是用作导热膜。其它还有旋转涂布、浸渍吸附、LB法(Langmuir-Blodgett)、自组装法(SA；Self-Assembly)等。在这些方法中，前两种只适合实验室制作。LB法和自组装法能够得到比较有序的多层超薄膜。自组装法简便易行，无须特殊装置，通常以水为溶剂，具有以分子等级控制沉积过程和薄膜结构的优点。可以利用连续沉积不同成分，制备膜层间二维甚至三维比较有序的结构，实现膜的光、电、磁等功能，因此近年来广受重视。但这两种方法用来实际制作透明导电膜薄膜，其微观过程却非常复杂，不适合量产。迄今为止仍然没有相对简单、高效、低成本、大规模生产石墨烯透明导电膜的方法。本专利技术人曾申请过的CN201410847076.8，公开过一种金属纳米线-石墨烯桥架结构复合材料的制造方法，但并没有公布具体卷对卷石墨烯透明导电膜连续生产方法。迄今为止仍缺乏一种，工艺要求低、效率高、成本低、易控制、质量好、适合大规模生产的石墨烯透明导电膜制备方法。成为本领域技术人员亟待解决的重大问题。为了解决上述问题，申请人考虑设计了一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法，该方法中，包括依次连续进行的以下步骤：a、对透明的薄膜基材进行表面改性预处理，清洗表面及降低表面张力；b、薄膜基材表面连续涂布多功能底涂层，使其进一步降低表面张力，增加与石墨烯导电材料层的结合力；c、再涂布至少一层石墨烯材料层，石墨烯材料层至少包括若干微小片状石墨烯，以及其上生长的金属纳米线；d、使得涂布铺展在多功能底涂层上的石墨烯材料上的金属纳米线之间无数个相互搭接点熔接为整体，且各层之间固定为一体；e、在上述步骤处理后的薄膜基材表面连续涂布增透光学匹配层。其中，所述多功能底涂层，石墨烯材料层以及增透光学匹配层等功能层在设置时，均是考虑了采用涂布的方式实现。但这些功能层设置时，具体采用怎样的方式实现涂布，才能够实施简单，操作方便，利于控制，提高涂布效果，并提高得到的功能层性能；成为本领域技术人员有待进一步考虑解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：怎样提供一种利用了狭缝挤压涂布原理，且实施简单，操作方便，利于控制，涂布量精确，涂布效率高，稳定性好的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法。本申请中涉及的名词术语如下：品质因数：透明导电膜电导率与透光率之比σdc/σopt。透明导电薄膜除了优良的导电性，还需要优良的电导率、光透射率之比(σdc/σopt)。σdc决定透明导电膜的面电阻，σopt决定透明导电膜的光透过率。品质因数很好描述透明导电膜的光电性能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，将涂料设置于一个涂料盒体内，涂料盒体上设置一道对应薄膜基材宽度的狭缝，然后依靠控制压力将涂料挤出并涂布到薄膜基材表面。这种方式，依靠控制压力实现控制，能够实现预计量涂布，涂布湿厚度可达1um，甚至更薄可实现单层和双层涂布,车速可达300米/分，具有适合卷对卷(rolltoroll)连续涂布工艺，涂膜厚度的控制精准度高，具有实施简单，控制方便的优点。作为优化，本方法具体可以采用以下的狭缝式涂布装置实现，所述狭缝式涂布装置，包括一个涂料盒体，涂料盒体下端向下设置有一个涂布板，涂布板内向下开设有一道涂布用狭缝，涂布用狭缝正对薄膜基材路径的一段水平段的宽度方向设置，涂布用狭缝正对薄膜基材下方设置有一个狭缝涂布背辊，狭缝涂布背辊将薄膜基材支承并抵接在涂布用狭缝出口处，所述涂料盒体内腔密封设置且盛装有涂料，涂料盒体上端向上连通设置有气管和气压源连通，气管上设置有气压控制阀。这样，依靠气压控制阀调节进气量，进而调节涂料盒体内部压力，使得涂料始终能够以稳定的压力被压出到薄膜基材上，保证涂布的均匀性。作为优化，所述涂布板下端侧面形状为向下的半圆形，涂布用狭缝开设于半圆形下端中部位置。这样，可以避免产生擦挂，保证涂布的稳定性。进一步地，所述狭缝涂布背辊两端转轴和安装支架之间还设置有压力传感器，所述压力传感器和气压控制阀相连。这样，可以依靠压力传感器检测狭缝涂布背辊所受压力大小，反馈对气压控制阀进行控制，保证涂料以稳定均衡的压力被挤出，保证涂布的均衡稳定。进一步地，所述涂料盒体顺薄膜基材前进方向的一侧位于薄膜基材上方还设置有一个压匀辊，压匀辊下方还设置有一个压匀背辊，薄膜基材被夹设于压匀辊和压匀背辊之间，压匀辊和一个向上设置的压力机构连接安装在机架上。这样，可以使得经涂布用狭缝挤出的涂料，在经过压匀辊时被挤压均匀，更好地保证涂覆的可靠性和均匀性。提高涂覆质量。进一步地，压匀辊表面设置有一层不粘涂层，避免由于粘结而影响涂覆质量。本专利技术还公开了一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法，其特点在于，包括依次连续进行的以下步骤：a、对透明的薄膜基材进行表面改性预处理，清洗表面及降低表面张力；b、薄膜基材表面连续涂布多功能底涂层，使其进一步降低表面张力，增加与石墨烯导电材料层的结合力；c、再涂布至少一层石墨烯材料层，石墨烯材料层至少包括若干微小片状石墨烯，以及其上生长的金属纳米线；d、使得涂布铺展在多功能底涂层上的石墨烯材料上的金属纳米线之间无数个相互搭接点熔接为整体，且各层之间固定为一体；d步骤后还包括e步骤、在上述步骤处理后的薄膜基材表面连续涂布增透光学匹配层；e步骤后还包括步骤f覆膜，即在设置好增透光学匹配层的薄膜基材上下表面贴合覆盖设置一层保护膜；其中，设置多功能底涂层以及石墨烯材料层以及增透光学匹配层时均采用如上所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法实现涂布。上述卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法具有操作简单，成本低廉，利于控制，生产效率高，产品质量好等优点。故本专利技术利用了狭缝挤压式涂布原理实现透明薄膜基材各功能层的涂布处理，具有实施简单，操作方便，利于控制，涂布量精确，涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，将涂料设置于一个涂料盒体内，涂料盒体上设置一道对应薄膜基材宽度的狭缝，然后依靠控制压力将涂料挤出并涂布到薄膜基材表面。

【技术特征摘要】
1.一种狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，将涂料设置于一个涂料盒体内，涂料盒体上设置一道对应薄膜基材宽度的狭缝，然后依靠控制压力将涂料挤出并涂布到薄膜基材表面。2.如权利要求1所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，采用以下的狭缝式涂布装置实现，所述狭缝式涂布装置，包括一个涂料盒体，涂料盒体下端向下设置有一个涂布板，涂布板内向下开设有一道涂布用狭缝，涂布用狭缝正对薄膜基材路径的一段水平段的宽度方向设置，涂布用狭缝正对薄膜基材下方设置有一个狭缝涂布背辊，狭缝涂布背辊将薄膜基材支承并抵接在涂布用狭缝出口处，所述涂料盒体内腔密封设置且盛装有涂料，涂料盒体上端向上连通设置有气管和气压源连通，气管上设置有气压控制阀。3.如权利要求2所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，所述涂布板下端侧面形状为向下的半圆形，涂布用狭缝开设于半圆形下端中部位置。4.如权利要求2所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，所述狭缝涂布背辊两端转轴和安装支架之间还设置有压力传感器，所述压力传感器和气压控制阀相连。5.如权利要求2所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，所述涂料盒体顺薄膜基材前进方向的一侧位于薄膜基材上方还设置有一个压匀辊，压匀辊下方还设置有一个压匀背辊，薄膜基材被夹设于压匀辊和压匀背辊之间，压匀辊和一个向上设置的压力机构连接安装在机架上。6.如权利要求5所述的狭缝涂布式石墨烯透明导电膜基材功能层设置方法，其特征在于，压匀辊表面设置有一层不粘涂层。7.一种卷对卷石墨烯透明导电膜连续制备方法，其特征在于，包括依次连续进行的以下步骤：a、对透明的薄膜基材进行表面改性预处理，清洗表面及降低表面张力；b、薄膜基材表面连续涂布多功能底涂层，使其进一步降低表面张力，增加与石墨烯导电材料层的结合力；c、再涂布至少一层石墨烯材料层，石墨烯材料层至少包括若干微小片状石墨烯，以及其上生长的金属纳米线；d、使得涂布铺展在多功能底涂层上的石墨烯材料上的金属纳米线之间无数个相互搭接点熔接为整体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昉，吴至一，钟朝伦，王永禄，冉超志，刘先康，蒋彦，吴德操，彭格，余政霖，徐化力，王珩，王子猷，
申请(专利权)人：重庆元石盛石墨烯薄膜产业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50