一种石墨烯导电薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种石墨烯导电薄膜及其制备方法和应用，所述石墨烯导电薄膜的制备方法包括：将单层石墨烯悬浮液和纳米银线溶液混合，经过超声喷涂制备得到所述石墨烯导电薄膜；所述纳米银线的长径比为400～1500:1。本发明专利技术的制备方法能够使得纳米银线将单层石墨烯连接起来增加导电性能的同时，而单层石墨烯部分覆盖于纳米银线的交叉点处，使纳米银线能有效接触，增加薄膜导电性及储存稳定性；另外，这种方式制备的石墨烯导电薄膜，具有良好的弯折性能，使其在弯折的情况下不会裂开，从而保持优异的导电性，这在柔性基材的透明导电薄膜中有较大的应用前景。

A graphene conductive film and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯导电薄膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种石墨烯导电薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着电子设备的更新换代节奏越来越快，以及人们对可穿戴电子设备的需求增加，透明导电薄膜作为一种重要的电子元件日益受到了人们的重视。目前应用最广泛市场占有率最大的透明导电薄膜即氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜，ITO透明导电薄膜因为其薄膜电阻率为3×10-4Ω·cm时，可见光透过率依旧高达92％，所以仅平板显示行业就已占据了90％以上的市场。然而ITO透明导电薄膜的缺点也很显著：原材料稀缺、制备成本高、成膜面积小、薄膜质脆，无法满足可穿戴电子器件要求等原因，使得发展新一代透明导电薄膜成为了当今透明导电领域发展的主流。CN101512681A公开了一种耐湿热性、导电性、透明性、涂膜强度优异的导电薄膜，其为将含有如下成分的组合物固化得到的涂膜层层合在基材薄膜上而得到的导电薄膜，所述成分为(i)聚阳离子状聚噻吩和聚阴离子的导电性高分子；(ii)具有选自氧亚乙基及磺酸盐基的至少一种亲水性基团的水溶性化合物)；以及(iii)具有缩水甘油基的交联剂；其为在60℃的温度且90％的湿度下处理240小时后表面电阻的变化率为160％以下的导电薄膜。但是该方法的制备得到的导电薄膜的抗弯折性能较差。CN104766647A公开了一种ITO透明导电薄膜，所述ITO透明导电薄膜包括IM基材，所述IM基材由一层PET基材以及涂布于所述PET基材的第一侧面上且折射率大于1.6的IM层所构成，其中，所述IM基材的所述IM层的上方依次镀有一层第一低折射层、一层第二高折射层、一层第三低折射层以及一层ITO透明电极层。该专利技术的上述ITO透明导电薄膜，通过将现有HC基材替换成IM基材并加以成本和结构优化改造，不但获得了更薄的厚度，更好的显示器亮度和色彩表现，还获得了一种出人意料的远优于现有技术的消影效果。但是该导电薄膜的导电性能难以适用于一些新型的电子器件，且弯折后会发生开裂以导致导电性下降。CN106566056A公开了一种超高分子量聚乙烯导电薄膜复合材料及生产工艺、导电薄膜；所述导电薄膜复合材料包括超高分子量聚乙烯100份，石墨烯20-60份，抗氧化剂0.5-1份，分散剂0.5-1份，偶联剂0.05-3份和白油；所述超高分子量聚乙烯在白油中的固含量为15-20％，均为重量份或重量百分比；所述超高分子量聚乙烯的分子量为≥200万。该专利技术以超高分子量聚乙烯作为基材骨架，石墨烯均匀分散于聚乙烯分子链之间。但是，其导电性和储存稳定性仍需要进一步提升，以满足日益更新的电子器件的需求。因此，本领域亟待制备可以满足新型电子器件的导电薄膜，克服现有导电薄膜存在的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种石墨烯导电薄膜的制备方法，所述制备方法制备得到的石墨烯导电薄膜具有良好的导电性、储存稳定性以及弯折性能。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种石墨烯导电薄膜的制备方法，所述制备方法包括：将单层石墨烯悬浮液和纳米银线溶液混合，经过超声喷涂制备得到所述石墨烯导电薄膜；所述纳米银线的长径比为400～1500:1，例如500:1、600:1、700:1、800:1、900:1、1000:1、1100:1、1200:1、1300:1、1400:1等。本发提供了一种石墨烯导电薄膜的制备方法，通过在单层石墨烯悬浮液中添加少量纳米银线溶液，使其充分混合后采用超声喷涂技术制备石墨烯导电薄膜，使得纳米银线将单层石墨烯连接起来增加导电性能的同时，而单层石墨烯部分覆盖于纳米银线的交叉点处，使纳米银线能有效接触，增加薄膜导电性及储存稳定性。另外，这种方式制备的石墨烯导电薄膜，具有良好的弯折性能，片状的单层石墨烯与线状的纳米银线通过网络结构搭接增加了其柔韧性，其中单层石墨烯起到支点的作用，使其在弯折的情况下不会裂开从而发生剥落，保持优异的导电性，这在柔性基材的透明导电薄膜中有较大的应用前景。优选地，所述单层石墨烯悬浮液所用的溶剂包括水。优选地，所述单层石墨烯悬浮液的浓度为0.01wt％～3wt％，例如0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、2.8wt％等。优选地，所述纳米银线溶液所用的溶剂包括异丙醇。优选地，所述纳米银线溶液的浓度为0.01wt％～0.3wt％，例如0.05wt％、0.1wt％、0.12wt％、0.14wt％、0.16wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.22wt％、0.24wt％、0.26wt％、0.28wt％等。优选地，所述单层石墨烯与纳米银线的质量比为1:(0.01～0.1)，例如1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09等；。优选地，所述超声喷涂的流量为0.2～1.5mL/min，例如0.3mL/min、0.4mL/min、0.5mL/min、0.6mL/min、0.7mL/min、0.8mL/min、0.9mL/min、1mL/min、1.1mL/min、1.2mL/min、1.3mL/min、1.4mL/min等。优选地，所述超声喷涂的过程中，控制喷嘴与基板的距离为30～120mm，例如40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm等。优选地，所述超声喷涂的过程中，喷嘴的移动速度为60～80mm/s，例如61mm/s、62mm/s、63mm/s、64mm/s、65mm/s、66mm/s、67mm/s、68mm/s、69mm/s、70mm/s、71mm/s、72mm/s、73mm/s、74mm/s、75mm/s、76mm/s、77mm/s、78mm/s、79mm/s等。优选地，所述超声喷涂的载气包括氮气。优选地，所述载气的压力为0.2～0.6psi，例如0.25psi、0.3psi、0.35psi、0.4psi、0.45psi、0.5psi、0.55psi等。优选地，所述超声喷涂的行间距为2～5cm，例如2.2cm、2.4cm、2.6cm、2.8cm、3cm、3.2cm、3.4cm、3.6cm、3.8cm、4cm、4.2cm、4.4cm、4.6cm、4.8cm等。优选地，在所述超声喷涂之后，进行固化。优选地，所述固化的温度为120～180℃，例如125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃等，优选150℃。优选地，所述固化包括采用氧气进行固化。优选地，所述制备方法包括如下步骤：(1)前驱体溶液制备：将浓度为0.01wt％～3wt％的单层石墨烯悬浮液和浓度为0.01wt％～0.3wt％、长径比为400～1500:1的纳米银线溶液混合，得到前驱体溶液；(2)薄膜制备：使用所述前驱体溶液进行超声喷涂，设置流量为0.2～1.5mL/min、喷嘴与基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将单层石墨烯悬浮液和纳米银线溶液混合，经过超声喷涂制备得到所述石墨烯导电薄膜；/n所述纳米银线的长径比为400～1500:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将单层石墨烯悬浮液和纳米银线溶液混合，经过超声喷涂制备得到所述石墨烯导电薄膜；
所述纳米银线的长径比为400～1500:1。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单层石墨烯悬浮液所用的溶剂包括水；
优选地，所述单层石墨烯悬浮液的浓度为0.01wt％～3wt％。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米银线溶液所用的溶剂包括异丙醇；
优选地，所述纳米银线溶液的浓度为0.01wt％～0.3wt％。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述单层石墨烯与纳米银线的质量比为1:(0.01～0.1)。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超声喷涂的流量为0.2～1.5mL/min。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超声喷涂的过程中，控制喷嘴与基板的距离为30～120mm；
优选地，所述超声喷涂的过程中，喷嘴的移动速度为60～80mm/s。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述超声喷涂的载气包括氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民，张伟，徐苗，徐华，庞佳威，陈子楷，
申请(专利权)人：广州新视界光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44