一種保護(hù)石墨烯的方法以及含有保護(hù)層的石墨烯薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及使用保護(hù)液保護(hù)石墨烯的方法以及由所述方法制備的含有保護(hù)層的 石墨烯薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的六方蜂窩狀二維晶體。由于石墨烯具有優(yōu)異的電 學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)特性，因此其在材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如用于制造透明電極、以 及更薄、開關(guān)速度更快的電子元件等。
[0003] 目前，石墨烯的制備方法主要包括：機(jī)械剝離法、化學(xué)剝離法、外延法、溶劑剝離 法、化學(xué)氣相沉積法（CVD)。通過化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯薄膜通常附著于金屬箔襯底 上，經(jīng)過后續(xù)的轉(zhuǎn)移步驟從而將其轉(zhuǎn)移至其它襯底上。但是，轉(zhuǎn)移后的石墨烯薄膜由于其薄 膜性質(zhì)，容易被劃傷而造成破損，因此需要對其進(jìn)行后續(xù)加工來進(jìn)行保護(hù)。目前，主要是使 用保護(hù)薄膜對石墨烯進(jìn)行保護(hù)。但是這種方法影響石墨烯的刻蝕性能，且再次取出后會造 成石墨烯破損，并且貼上保護(hù)薄膜后影響石墨烯的透光性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此，本發(fā)明的目的在于在石墨烯表面上形成保護(hù)層，從而有效地保護(hù)石墨烯以 防止損壞。本發(fā)明的目的還在于在改進(jìn)石墨烯耐磨性的同時不影響其透光性及加工性能， 同時亦可保持其柔性。
[0005] 本發(fā)明的一個方面提供了一種使用保護(hù)液保護(hù)石墨烯的方法，所述方法包括以下 步驟：
[0006] 1)將保護(hù)液涂覆在石墨烯表面上；
[0007] 2)通過加熱或光照使保護(hù)液固化，以形成含有保護(hù)層的石墨烯薄膜；
[0008] 其中，用于形成保護(hù)層的保護(hù)液可以是例如丙烯酸基光固化膠、丙烯酸基熱固化 膠、環(huán)氧基光固化膠、環(huán)氧基熱固化膠、硅基熱固化膠、硅基光固化膠、二氧化硅加硬液、聚 氨酯基光固化膠、聚氨酯基熱固化膠、聚甲基丙烯酸甲酯熱固化膠或聚甲基丙烯酸甲酯光 固化膠，優(yōu)選二氧化硅加硬液或丙烯酸基光固化膠。所述保護(hù)液經(jīng)固化后透光率達(dá)到光學(xué) 級（> 90% )。
[0009] 本發(fā)明的另一方面提供了由所述方法制備的含有保護(hù)層的石墨烯薄膜。所述保護(hù) 層的厚度為1~100 μ m，優(yōu)選1~50 μ m，更優(yōu)選3~8 μ m。
[0010] 本發(fā)明的又一個方面提供了一種激光刻蝕的方法，其中使用所述含有保護(hù)層的石 墨烯薄膜，所述激光刻蝕采用紫外、紅外或可見光波段的激光。
[0011] 本發(fā)明的再一個方面提供了所述含有保護(hù)層的石墨烯薄膜用作透明電極的用途。
[0012] 使用本發(fā)明的方法制備的含有保護(hù)層的石墨烯薄膜與現(xiàn)有技術(shù)的含有保護(hù)膜的 石墨烯薄膜相比，本發(fā)明的保護(hù)層可以不經(jīng)移除，g卩，石墨烯薄膜在不移除保護(hù)層的情況下 進(jìn)行激光刻蝕圖案（所述保護(hù)層耐高溫），同時不影響透光性、加工性能，且同時改進(jìn)耐磨 性和保持柔性。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 所述石墨烯樣片是負(fù)載在襯底上的石墨烯薄膜，襯底可以為金屬襯底、陶瓷、硅 片、玻璃襯底、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二 醇酯等有機(jī)板材或片材襯底，優(yōu)選苯二甲酸乙二醇酯襯底。苯二甲酸乙二醇酯襯底的優(yōu)勢 在于可以滿足石墨烯的彎曲性能和柔性。
[0014] 所述石墨烯樣片可通過噴涂、旋涂、滾涂、刷涂或浸涂等方式涂覆保護(hù)液，但并不 限于此。
[0015] 所述保護(hù)液經(jīng)加熱固化或經(jīng)紫外光輻射固化，所述加熱是在40~200°C、優(yōu)選 40~70°C的溫度下進(jìn)行。
[0016] 由保護(hù)液形成的保護(hù)層的厚度可以為1~100 μ m，優(yōu)選1~50 μ m，更優(yōu)選3~ 8 μ m〇 實(shí)施例
[0017] 在下文中對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，下列實(shí)例僅用于對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行解釋 和說明，而并非意在對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。
[0018] 石墨烯樣片的制各
[0019] 石墨烯樣片：通過CVD方法制備透明石墨烯薄膜，規(guī)格尺寸為20cm*3〇Cm，然后將 其轉(zhuǎn)移至PET襯底上。
[0020] 誘光件測丨試
[0021] 測試方式：將薄膜透光率儀（GZ502A，購自聯(lián)易微電子有限公司）打開，自動校準(zhǔn) 透光率后，將石墨烯薄膜平整放在測試臺上，讀出波長為550nm的透過率數(shù)值。
[0022] 方塊電陽測試
[0023] 在23 ±2 °C的溫度，60 %~70% RH的濕度條件下將石墨烯薄膜放在非接觸方塊電 阻測試儀（JXNR-2,購自北京恒奧德科技有限公司）測試平臺上進(jìn)行方阻測試。
[0024] 激光刻蝕
[0025] 采用TOPwin光纖激光蝕刻機(jī)，激光刻蝕條件：
[0026] 1064nm，M~2 < L 3單模紅外激光器；
[0027] 溫度 22 ~25°C，濕度 25 ~65% RH。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種保護(hù)石墨烯的方法，所述方法包括以下步驟： 1) 將保護(hù)液涂覆在石墨烯表面上； 2) 通過加熱或光照使保護(hù)液固化，以形成含有保護(hù)層的石墨烯薄膜；
2. 權(quán)利要求1的保護(hù)石墨烯的方法，其中所述保護(hù)液選自丙烯酸基光固化膠、丙烯酸 基熱固化膠、環(huán)氧基光固化膠、環(huán)氧基熱固化膠、硅基熱固化膠、硅基光固化膠、二氧化硅加 硬液、聚氨酯基光固化膠、聚氨酯基熱固化膠、聚甲基丙烯酸甲酯熱固化膠或聚甲基丙烯酸 甲酯光固化膠，優(yōu)選為二氧化硅加硬液或丙烯酸基光固化膠。
3. 權(quán)利要求1的保護(hù)石墨烯的方法，其中所述石墨烯樣片通過噴涂、旋涂、滾涂、刷涂 或浸涂方式涂覆保護(hù)液。
4. 權(quán)利要求1的保護(hù)石墨烯的方法，其中所述保護(hù)液經(jīng)加熱固化或經(jīng)紫外光輻射固 化，所述加熱是在40~200°C、優(yōu)選40~70°C的溫度下進(jìn)行。
5. 權(quán)利要求1的保護(hù)石墨烯的方法，其中石墨烯樣片是負(fù)載在襯底上的石墨烯薄膜， 所述襯底為金屬襯底、陶瓷、硅片、玻璃襯底、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯有機(jī)板材或片材襯底。
6. 權(quán)利要求5的保護(hù)石墨烯的方法，其中石墨烯樣片負(fù)載在苯二甲酸乙二醇酯襯底 上。
7. 權(quán)利要求1的保護(hù)石墨烯的方法，其中保護(hù)層的厚度為1~IOOum，優(yōu)選1~50iim， 更優(yōu)選3~8ym。
8. -種含有保護(hù)層的石墨烯薄膜，使用權(quán)利要求1-7所述的保護(hù)石墨烯的方法制備。
9. 一種激光刻蝕的方法，其中使用權(quán)利要求8的含有保護(hù)層的石墨烯薄膜，所述激光 刻蝕采用紫外、紅外或可見光波段的激光。
10. 權(quán)利要求8的石墨烯薄膜用作透明電極的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用一種保護(hù)液保護(hù)石墨烯的方法，所述方法包括以下步驟：1)將保護(hù)液涂覆在石墨烯表面上；2)通過加熱或光照使保護(hù)液固化，以形成含有保護(hù)層的石墨烯薄膜；其中，用于形成保護(hù)層的保護(hù)液可以是例如丙烯酸基光固化膠、丙烯酸基熱固化膠、環(huán)氧基光固化膠、環(huán)氧基熱固化膠、硅基熱固化膠、硅基光固化膠、二氧化硅加硬液、聚氨酯基光固化膠、聚氨酯基熱固化膠、聚甲基丙烯酸甲酯熱固化膠或聚甲基丙烯酸甲酯光固化膠。本發(fā)明還涉及根據(jù)所述方法制備的含有保護(hù)層的石墨烯薄膜。
【IPC分類】C01B31-04, H01B1-04, H01B13-00
【公開號】CN104692362
【申請?zhí)枴緾N201310643768
【發(fā)明人】徐振飛
【申請人】常州二維碳素科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2013年12月5日