CN106166864B - 一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 - Google Patents
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106166864B CN106166864B CN201610463375.0A CN201610463375A CN106166864B CN 106166864 B CN106166864 B CN 106166864B CN 201610463375 A CN201610463375 A CN 201610463375A CN 106166864 B CN106166864 B CN 106166864B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- film
- corona
- square resistance
- low square
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 175
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 174
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 31
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 31
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 10
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000004425 Makrolon Substances 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 229920001076 Cutan Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 3
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920006269 PPS film Polymers 0.000 claims 1
- JSLMNNPQKHONFW-UHFFFAOYSA-N benzene naphthalene-1-carboxylic acid Chemical compound C1(=CC=CC2=CC=CC=C12)C(=O)O.C1=CC=CC=C1 JSLMNNPQKHONFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 claims 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 claims 1
- 229920006290 polyethylene naphthalate film Polymers 0.000 claims 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 54
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 241001354243 Corona Species 0.000 description 14
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 8
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 8
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
- B32B27/281—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
- B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
- B32B27/302—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising aromatic vinyl (co)polymers, e.g. styrenic (co)polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
- B32B27/304—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl halide (co)polymers, e.g. PVC, PVDC, PVF, PVDF
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
- B32B27/365—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters comprising polycarbonates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
- B32B38/18—Handling of layers or the laminate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2255/00—Coating on the layer surface
- B32B2255/20—Inorganic coating
- B32B2255/205—Metallic coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
- B32B2307/202—Conductive
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，包括如下步骤：1)对目标基底进行电晕处理；2)将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到胶膜/石墨烯/金属衬底的结构；3)去除金属衬底，得到胶膜/石墨烯的结构；4)将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起；5)去除胶膜，得到石墨烯/目标基底的结构，即本发明石墨烯薄膜。本发明方法，可以在目标基底上获得较大面积的石墨烯，可得到300mm×200mm的面积，并且单层石墨烯膜方阻较低(≤150Ω/□)，与直接转移到未经过处理的目标基底上的方法相比，对目标基底进行预处理后单层石墨烯薄膜的方阻可以大幅度降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨烯薄膜制备的改进方法，具体涉及气相沉积法制备石墨烯的改进方法，属于石墨烯的制备方法领域。
背景技术
石墨烯是碳原子按六角结构紧密堆积成的单原子层二维晶体，是已知材料中最薄的，被称为神奇的材料。具有优异的电学、光学、热学、力学等特性，在电子器件，加热器件等领域有着广泛的应用。作为加热器件方面的应用，通常是在膜材表面转移石墨烯，然后在石墨烯表面制作导电电极。这种石墨烯膜材方阻需要达到120Ω左右，在现有技术中通常需要转移2层或2层以上的石墨烯才可以达到这个效果，即使用现有的树脂转移的方法，操作也比较复杂。
目前常用的加热膜膜材有PET、PP、PE、PA、PVC、PMMA、PI、PEN、PPS、PTFE等，而在这些膜材上转移一层石墨烯，通常很难达到理想的效果，这就需要在膜材上转移两层或两层以上的石墨烯才能达到预期效果，随着石墨烯在目标基底上层数的增加，生产成本也在成比例的增加。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种低方阻石墨烯薄膜的制备方法，该方法通过事先对膜材进行处理，并结合相应的转移工艺，实现了转移一层石墨烯即可达到方阻在150Ω/□以下的效果，进一步的，本发明还实现了有效降低导电用石墨烯薄膜的成本，为工业化生产起到了进一步的促进作用；
本发明的另一目的是提供上述方法制备的低方阻石墨烯薄膜。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，包括如下步骤：
1)对目标基底进行电晕处理；
2)将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到胶膜/石墨烯/金属衬底的结构；
3)去除金属衬底，得到胶膜/石墨烯的结构；
4)将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起；
5)去除胶膜，得到石墨烯/目标基底的结构，即本发明石墨烯薄膜。
本发明所述电晕处理是指利用高频率高电压在被处理的目标基底电晕放电。所述生长有石墨烯的金属衬底为采用气相沉积法制备石墨烯所得，该金属衬底可以是铜箔、银箔、镍箔等。
优选的，所述步骤1)中，所述电晕处理时，电晕放电电压为5000-15000V/m2。例如：5000V/m2、6000V/m2、7200V/m2、8000V/m2、9600V/m2、10000V/m2、11500V/m2、13000V/m2、14000V/m2、15000V/m2，等。
优选的，所述电晕放电功率控制在1-4KW，例如：1KW、1.2KW、1.5KW、2KW、2.6KW、3KW、3.3KW、3.6KW、4KW，等。进一步优选3KW。
优选的，放电速度为0.5-3m/min，例如：0.5m/min、0.9m/min、1.0m/min、1.4m/min、2.0m/min、2.5m/min、2.7m/min、3.0m/min，等。进一步优选1m/min。
优选的，所述目标基底的厚度为1-500μm，例如：1μm、5μm、10μm、17μm、20μm、30μm、50μm、66μm、72μm、90μm、100μm、116μm、143μm、167μm、180μm、200μm、230μm、245μm、250μm、269μm、300μm、325μm、330μm、350μm、380μm、400μm、430μm、460μm、480μm、500μm，等。优选厚度为10-250μm，例如：10μm、20μm、30μm、40μm、70μm、90μm、100μm、110μm、130μm、150μm、155μm、170μm、183μm、200μm、224μm、250μm，等。
优选的，所述目标基底的材料为聚乙烯(PE)薄膜、聚苯乙烯(PP)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚酰亚胺(PI)薄膜、聚酰胺(PA)薄膜、聚苯硫醚(PPS)薄膜、聚四氟乙烯(PTFE)薄膜等其中的一种或者两种及两种以上的叠合膜材；优选聚酰亚胺(PI)薄膜，可实现耐150℃高温至少600小时的应用环境。
优选的，所述步骤2)中，采用辊压的方式将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起。进一步优选的，所述辊压工艺条件为：在100℃下辊压30s。这样的工艺条件的加的是使胶膜在100℃下瞬间(30s完成整片辊压)失去粘性，使石墨烯能够从胶膜上剥离到目标基底上。
优选的，所述胶膜的剥离力为(1-20)g/25mm，例如：1g/25mm、3g/25mm、4g/25mm、6g/25mm、9g/25mm、10g/25mm、12g/25mm、13g/25mm、15g/25mm、16g/25mm、18g/25mm、19g/25mm、20g/25mm，等。进一步优选15g/25mm。胶膜的剥离力对本发明石墨烯薄膜有一定的影响，通常剥离力＞50g/25mm时，在压辊的时候很使胶膜瞬间失去粘性，从而石墨烯不能瞬间从胶膜上剥离下来。本发明优选采用剥离力为15g/25mm的胶膜，不仅可有效的粘合石墨烯，而且可以轻松去除，不影响石墨烯的品质。
优选的，所述胶膜选自硅胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等其中的一种或者两种以上的复合胶膜；优选PET胶膜。
优选的，所述步骤2)中，所述去除金属衬底的方法为化学腐蚀法、机械剥离法或鼓泡法，优选化学腐蚀法，进一步优选的，所述化学腐蚀法为将步骤2)得到的胶膜/石墨烯/金属衬底置于刻蚀液中进行刻蚀。
优选的，所述刻蚀液采用盐酸和双氧水的混合溶液。
优选的，所述步骤4)中，采用压合的方法将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起。基底经过电晕处理后，只要采用一般的带有加热功能的辊压机辊压即可，辊压后直接揭除胶膜即可将石墨烯转移到目标基底上，并且石墨烯能够完整的转移到目标基底上，转移一层石墨烯方阻较低(≤150Ω/□)。
去除胶膜的方法包括烘烤使其自然脱落、手直接揭除等。
优选的，所述石墨烯薄膜的方阻为100-150Ω/□。例如：100Ω/□、107Ω/□、110Ω/□、115Ω/□、118Ω/□、120Ω/□、127Ω/□、130Ω/□、135Ω/□、140Ω/□、146Ω/□、150Ω/□，等。
本发明的有益效果是：
本发明采用一种电晕处理的方式对目标基底进行预处理，利用高频率高电压在被处理的目标基底电晕放电，产生低温等离子体，使目标基底表面产生游离基反应而使聚合物发生交联。电晕放电对膜材进行处理之后，膜材表面形成微观的凹凸不平的结构，这种凹凸不平的结构使得六边形结构的石墨烯不再是平铺在目标基地上，无数的凸起部分可以穿过石墨烯的六边形结构，这样石墨烯的六边形空洞相当于被目标基底的无数的凸起部分串在一起，因此石墨烯与目标基底能够紧密的结合，从而在目标基底上转移单层石墨烯能够有比较好的转移效果。
进一步的，采用辊压的方式将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起；去除金属衬底，得到胶膜/石墨烯的结构；采用压合的方法将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起；去除胶膜，得到石墨烯/目标基底的结构。采用本发明方法，可以在目标基底上获得较大面积的石墨烯，可做到300mm×200mm的面积。并且单层石墨烯膜方阻较低(≤150Ω/□)，与直接转移到未经过处理的目标基底上的方法相比，对目标基底进行预处理后单层石墨烯薄膜的方阻可以大幅度降低。
说明书附图
图1为本发明电晕处理后的目标基底与未处理目标基底差别示意图；
图2为本发明的流程示意图；
其中，1-含胶膜，2-石墨烯，3-铜箔，4-目标基底。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明
实施例1：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，参见图1、2，包括如下步骤：
1)采用电晕处理机CW1001(市售)对目标基底PI(市售，厚250μm)膜表面进行预处理，功率1KW，速度2m/min；
2)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
3)辊压的方式(100℃辊压30S)将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与PET胶膜(市售，剥离力为20g/25mm)贴合在一起，形成PET胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
4)将PET胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PET胶膜/石墨烯；
5)采用压合的方法将PET胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与步骤(1)中PI电晕处理过的一面贴合在一起；
6)手直接撕除PET胶膜，得到石墨烯/PI的复合结构，方阻150Ω/□。
实施例2：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，参见图1、2，包括如下步骤：
1)采用电晕处理机CW1001(市售)对目标基底PE(市售，厚10μm)膜表面进行预处理，功率2KW，速度2m/min；
2)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
3)辊压的方式(100℃辊压30S)将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与PET胶膜(市售,剥离力为1g/25mm)贴合在一起，形成PET胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
4)将PET胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PET胶膜/石墨烯。
5)采用压合的方法将PET胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与步骤(1)中PE电晕处理过的一面贴合在一起；
6)手直接撕除PET胶膜，得到石墨烯/PE的复合结构，方阻130Ω/□。
实施例3：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，参见图1、2，包括如下步骤：
1)采用电晕处理机CW1001(市售)对目标基底PI(市售，厚100μm)膜表面进行预处理，功率3KW，速度1m/min；
2)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
3)辊压的方式(100℃辊压30S)将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与PET胶膜(市售，剥离力为15g/25mm)铜箔/石墨烯贴合在一起，形成PET胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
4)将PET胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PET胶膜/石墨烯。
5)采用压合的方法将PET胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与步骤(1)中PI电晕处理过的一面贴合在一起；
6)手直接撕除PET胶膜，得到石墨烯/PI的复合结构，方阻100Ω/□。
实施例4：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，参见图1、2，包括如下步骤：
1)采用电晕处理机CW1001(市售)对目标基底PMMA(市售，厚500μm)膜表面进行预处理，功率4KW，速度0.5m/min；
2)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
3)辊压的方式(100℃辊压30S)将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与EVA胶膜(市售，剥离力为10g/25mm)铜箔/石墨烯贴合在一起，形成EVA胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
4)将EVA胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到EVA胶膜/石墨烯。
5)采用压合的方法将EVA胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与步骤(1)中PMMA电晕处理过的一面贴合在一起；
6)手直接撕除EVA胶膜，得到石墨烯/PMMA的复合结构，方阻110Ω/□。
实施例5：
一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，参见图1、2，包括如下步骤：
1)采用电晕处理机CW1001(市售)对目标基底PP(市售，厚200μm)膜表面进行预处理，功率3KW，速度2m/min；
2)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
3)辊压的方式(100℃辊压30S)将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与PC胶膜(市售，剥离力为15g/25mm)铜箔/石墨烯贴合在一起，形成PC胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
4)将PC胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PC胶膜/石墨烯。
5)采用压合的方法将PC胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与步骤(1)中PP电晕处理过的一面贴合在一起；
6)手直接撕除PC胶膜，得到石墨烯/PP的复合结构，方阻110Ω/□。
本申请人参照实施例3的方法和工艺条件，对上述列举的其它目标基底进行了替换实验，得所到的石墨烯薄膜的的方阻均在110Ω/□以内。
本申请人参照实施例3的方法和工艺条件，对上述列举的胶膜进行了替换实验，得所到的石墨烯薄膜的的方阻均在105Ω/□以内。
对比例1：
1)采用常规气相沉积法在铜箔上生长石墨烯后，再将生长有石墨烯的铜箔展形，得到铜箔/石墨烯；
2)辊压的方式将铜箔/石墨烯中的石墨烯一面与PET胶膜(市售)铜箔/石墨烯贴合在一起，形成PET胶膜/石墨烯/铜箔的结构；
3)将PET胶膜/石墨烯/铜箔置于盐酸和双氧水的混合溶液中刻蚀，每隔3min取出用去离子水和乙醇清洗铜箔的表面，直至铜箔完全去除，最后用去离子水清洗，热风吹干，得到PET胶膜/石墨烯；
4)采用压合的方法将PET胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与PI原膜贴合在一起；
5)手直接撕除PET胶膜，得到石墨烯/PI的复合结构，方阻586Ω/□。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）对目标基底进行电晕处理；
2）将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起，得到胶膜/石墨烯/金属衬底的结构；
3）去除金属衬底，得到胶膜/石墨烯的结构；
4）将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起；
5）去除胶膜，得到石墨烯/目标基底的结构，即石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述电晕处理时，电晕放电电压为5000-15000V/m2。
3.根据权利要求2所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述电晕放电功率控制在1-4KW。
4.根据权利要求3所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述电晕放电功率控制在3KW。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：放电速度为0.5-3m/min。
6.根据权利要求5所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：放电速度为1m/min。
7.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述目标基底的厚度为1-500µm。
8.根据权利要求7所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述目标基底的厚度为10-250µm。
9.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述目标基底的材料为聚乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰胺薄膜、聚苯硫醚薄膜、聚四氟乙烯薄膜其中的一种或者两种及两种以上的叠合膜材。
10.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤2）中，采用辊压的方式将胶膜与生长有石墨烯的金属衬底的石墨烯一面贴合在一起。
11.根据权利要求10所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述辊压工艺条件为：在100℃下辊压30s。
12.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述胶膜的剥离力为（1-20）g/25mm。
13.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述胶膜的剥离力为15g/25mm。
14.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述胶膜选自硅胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物其中的一种或者两种以上的复合胶膜。
15.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤3）中，所述去除金属衬底的方法为化学腐蚀法、机械剥离法或鼓泡法。
16.根据权利要求15所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述化学腐蚀法为将步骤2）得到的胶膜/石墨烯/金属衬底置于刻蚀液中进行刻蚀。
17.根据权利要求16所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述刻蚀液采用盐酸和双氧水的混合溶液。
18.根据权利要求1所述的电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法，其特征在于：所述步骤4）中，采用压合的方法将胶膜/石墨烯其中石墨烯的一面与电晕处理过的目标基底贴合在一起。
19.根据权利要求1-18任一项所述方法制备的低方阻石墨烯薄膜，其特征在于：所述石墨烯薄膜的方阻为100-150Ω/□。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610463375.0A CN106166864B (zh) | 2016-06-23 | 2016-06-23 | 一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610463375.0A CN106166864B (zh) | 2016-06-23 | 2016-06-23 | 一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106166864A CN106166864A (zh) | 2016-11-30 |
| CN106166864B true CN106166864B (zh) | 2018-07-03 |
Family
ID=58064642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610463375.0A Active CN106166864B (zh) | 2016-06-23 | 2016-06-23 | 一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106166864B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111285362A (zh) * | 2018-12-06 | 2020-06-16 | 清华大学 | 石墨烯胶膜的制备方法以及石墨烯的转移方法 |
| CN109607523B (zh) * | 2019-01-04 | 2022-09-13 | 常州第六元素半导体有限公司 | 一种高温稳定掺杂的无损石墨烯复合薄膜及其制备方法 |
| CN116314852B (zh) * | 2023-03-20 | 2026-02-10 | 安徽维纳物联科技有限公司 | 一种使用模板法制备多孔复合集流体的方法及用其制备的多孔复合集流体与应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102311681A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-11 | 浙江科创新材料科技有限公司 | Uv固化型银纳米线墨水及其制备方法和使用方法 |
| CN104016335B (zh) * | 2014-05-30 | 2016-01-20 | 无锡格菲电子薄膜科技有限公司 | 一种石墨烯的转移方法 |
-
2016
- 2016-06-23 CN CN201610463375.0A patent/CN106166864B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106166864A (zh) | 2016-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102637584B (zh) | 一种图形化石墨烯的转移制备方法 | |
| KR101156941B1 (ko) | 지지 기판에서 플렉시블 필름을 분리하는 방법 | |
| CN106145098B (zh) | 一种以胶膜为媒介转移石墨烯的方法 | |
| US8753468B2 (en) | Method for the reduction of graphene film thickness and the removal and transfer of epitaxial graphene films from SiC substrates | |
| JP5134120B2 (ja) | 熱音響装置の製造方法 | |
| CN104016335B (zh) | 一种石墨烯的转移方法 | |
| CN104739403B (zh) | 石墨烯纳米墙柔性心电电极及其制备方法 | |
| CN106166864B (zh) | 一种电晕法制备低方阻石墨烯薄膜的方法 | |
| CN103928295B (zh) | 一种将石墨烯转移到柔性衬底的方法 | |
| CN204993908U (zh) | 一种改进型石墨烯加热膜 | |
| CN105752965B (zh) | Cvd方法制备石墨烯中直接形成多层石墨烯薄膜的刻蚀方法 | |
| CN102957994B (zh) | 石墨烯薄膜式扬声器及其制备方法 | |
| US20110100951A1 (en) | Method and apparatus for transferring carbonaceous material layer | |
| KR101691594B1 (ko) | 금속-그래핀 카본 열전도막 및 이의 제조방법 | |
| CN108137390A (zh) | 用于转移石墨烯膜和包含石墨烯膜的基底的方法 | |
| CN106477570A (zh) | 小分子石蜡转移石墨烯的方法 | |
| CN108684084B (zh) | 石墨烯加热膜的制备工艺 | |
| US20200201100A1 (en) | Manufacturing method of graphene electrode and liquid crystal display panel | |
| CN104404475B (zh) | 增强聚对二甲苯薄膜与金属层粘附性的方法 | |
| CN110564087A (zh) | 一种直立型石墨烯-高分子聚合物复合材料及其制备方法 | |
| TWI748147B (zh) | 石墨烯膠膜的製備方法及石墨烯的轉移方法 | |
| CN106315561B (zh) | 一种石墨烯薄膜的大面积无损转移方法和石墨烯-目标衬底的复合体 | |
| CN108289345A (zh) | 石墨烯电热膜的制备方法、石墨烯电热膜、电热器件和应用 | |
| CN110092351A (zh) | 利用碳纳米管膜转移二维纳米材料的方法 | |
| CN102810360B (zh) | 一种减薄碳纳米管薄膜的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190315 Address after: 214174 No. 518-5 Zhonghui Road, Chang'an Industrial Park, Wuxi Huishan Economic Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Co-patentee after: Wuxi Sixth Element Electronic Film Technology Co., Ltd. Patentee after: Wuxi Gefei Electronic Film Technology Co.,Ltd. Address before: 214174 No. 518-5 Zhonghui Road, Chang'an Industrial Park, Wuxi Huishan Economic Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: Wuxi Gefei Electronic Film Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 518-5 Zhonghui Road, Standard Factory Building of Chang'an Industrial Park, Huishan Economic Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province, 214000 Patentee after: WUXI GRAPHENE FILM Co.,Ltd. Patentee after: Changzhou sixth element Semiconductor Co., Ltd Address before: 214174 No. 518-5 Zhonghui Road, Chang'an Industrial Park, Wuxi Huishan Economic Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee before: WUXI GRAPHENE FILM Co.,Ltd. Patentee before: Wuxi sixth element electronic film technology Co., Ltd |
|
| CP03 | Change of name, title or address |