[发明专利]一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜及其制备方法。本发明的一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜包括自下而上依次层叠设置的透明基底、粗糙化的石墨烯复合层、电极层和封装层，其中，石墨烯复合层为通过液态胶黏剂将在粗糙处理后的催化衬底上生长的石墨烯薄膜转移至透明基底上时，由液态胶黏剂固化而成的胶黏层和石墨烯薄膜形成的复合层，且胶黏剂层完全复刻所述催化衬底上的粗糙纹路，石墨烯复合层的粗糙度为0.5‑40μm。本发明的石墨烯复合层由于是通过液态胶粘剂将生成在粗糙化处理的衬底上的石墨烯薄膜转移至透明基底上的，使得石墨烯复合层的比表面积和表面粗糙度的明显提高，从而提高了红外发射膜的发射率。

技术领域

本发明涉及远红外技术领域，具体涉及一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜及其制备方法。

背景技术

众所周知，红外光作为一种不可见光，波长在760nm至1000μm之间，是一种具有强热作用的电磁波；太阳的热量主要就是通过红外线传到地球的。在医学领域，认为8～15μm的远红外线是生物生存必不可少的因素，人们把这一波段称为“生命光波”；这一段波长的电磁波，与人体发射出来的远红外线波长相近，能与生物体内细胞的水分子产生最有效的共振，有效促进动植物的生长。远红外线对于人体，具有扩张毛细血管，促进血液循环，强化新陈代谢，增加组织再生力，提高机体免疫力的作用。

人们很早就开始积极开发各种用于人体理疗保健的远红外产品，例如采用电阻发热的方式，即通过电热转化，将电能转化为热能，形成热源，并在热源外部包裹黑体材料(通常都是非理想黑体，可以是黑色或彩色棉布、化纤等)，通过黑体辐射发射远红外线。然而，这一类的远红外产品普遍存在着结构厚重，能效转化率低等问题。而随着石墨烯的发现，由于其优异的特性，用CVD石墨烯薄膜制造红外线主动发射膜(电能驱动)，具有透明、轻薄的特性，与传统的远红外产品相比，表现出巨大优势。

红外发射率的高低，是评价一款红外发射产品的实际功能优劣的技术指标中，至关重要的参数之一。红外光发射率与材料性质、表面状态等因素有关，表面状态包括表面温度、表面粗糙度等；一般情况下，增加表面粗糙度，会增大表面发射率，即粗糙度与发射率在一定条件下呈线性关系。

由透明CVD石墨烯薄膜制备的红外主动发射膜，与传统的黑体被动辐射材料相比，工作原理存在着明显区别。其功能层仅为一层(或几层)碳原子，透过率很高，主要通过提高CVD石墨烯层二维结构的高低起伏程度，即提高石墨烯的比表面积及透明薄膜的粗糙度，来提高石墨烯红外发射膜在外加电场作用下的主动发射率。

目前，本领域中采用石墨烯制备的红外发射膜时，采用的是传统CVD法制备得到石墨烯薄膜作为红外发射材料。而传统的CVD法中为了降低生长过程中石墨烯产生的缺陷，提高石墨烯质量，需要尽量保证铜箔催化衬底微观尽量平整，并采用各种方法尽量降低其粗糙度，并尽量趋于单晶，然而，采用这种方式制备得到的石墨烯薄膜进一步制备红外发射膜时，其红外发射率并不高。因此，本领域中，通常会采用粒子束刻蚀或者激光刻蚀，或者物理雕刻工艺对基底上的多层石墨烯薄膜进行刻蚀，从而实现石墨烯表面的粗糙化。然而这种方式将多层石墨烯进行粗糙化，不仅费时，又浪费材料，且工艺要求复杂。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于石墨烯的高发射率的红外发射膜，其包括自下而上依次层叠设置的透明基底、粗糙化的石墨烯复合层、电极层和封装层，其中，

所述石墨烯复合层为通过液态胶黏剂将在粗糙化处理后的催化衬底上生长的石墨烯薄膜转移至所述透明基底上时，由所述液态胶黏剂固化而成的胶黏层和所述石墨烯薄膜形成的复合层，且所述胶黏剂层完全复刻所述催化衬底上的粗糙纹路，所述石墨烯复合层的粗糙度为0.5-40μm。

进一步地，所述石墨烯复合层的粗糙度为1-10μm。