[发明专利]一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法，涉及电热膜导电剂技术领域。该方法以电化学剥离得到的石墨烯产物为原料，无需进行繁琐的分离，而是通过多次浸泡除杂、以乙醇为分散介质进行机械剪切、静置控温、砂磨、过筛后得到稳定的石墨烯/石墨复合水性导电浆料，解决了石墨烯水溶性差的问题，同时解决了其稳定性差的问题，制备所得的导电浆料可直接用于水系电热膜的制备。

【技术领域】

本发明涉及电热膜导电剂技术领域，具体涉及一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法。

【背景技术】

电热膜是一种通电后能发热的薄膜，是由可导电的特种油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜间制成。电热膜分为用于电子电器、军事等的高温电热膜和民用的低温电热膜。电热膜通常采用的导电填料有碳粉(石墨粉、导电炭黑)、金属粉(镍、银等)。金属粉密度大、价格高、易氧化而影响使用寿命；碳粉的添加量大、电阻高因而使用电压高于安全电压、不安全，长时间使用容易老化，电弧发生变化，最终导致发热效率大幅降低。

石墨烯是由sp2杂化碳原子组成的具有蜂窝状六边形结构的二维平面晶体，是迄今为止发现的最薄的二维材料，是由碳六元环组成的二维周期性结构，在物理、化学等方面具有独特的、优异的性能，例如：优异的电导率、较高的比表面积、较高的抗拉强度、较高的光透过率、较高的稳定性、较高的热导率等。近年来，石墨烯作为新型导电填料的研究在国内外电热材料领域都掀起了研究热潮并取得了令人瞩目的成果。但目前由于石墨烯的水溶性差，制备的石墨烯导电浆料几乎都是溶剂型，不仅不环保，大量可燃溶剂的挥发也使电热膜的制备过程很不安全。

2004年，英国曼切斯大学物理学家安德烈·盖姆成功的从石墨中分离出石墨烯。石墨烯是目前最薄的材料，同时也是最强韧的材料，断裂强度比钢材还要高200倍，但是石墨烯广泛的应用受到了石墨烯产量的限制。目前工业化制备石墨烯的方法主要有微机械剥离法、化学气相沉积法、氧化石墨烯还原法、溶剂剥离法、电化学剥离以及纵向切割碳管法等几种。其中，微机械剥离法采用微机械应力克服范德华力，优点在于低缺陷、高电子迁移率，但其成本高、产率低，仅适合基础性研究；化学气相沉积法(CVD)是利用C、H化合物，高温热解产生碳原子沉积在沉底表面，制得的石墨烯品质高，但其成本高、工艺复杂；氧化还原法是利用石墨经强酸或强氧化剂到GO，再还原成RGO，优点在于制得石墨烯稳定分散，缺点是产生了废液污染、存在缺陷；溶剂剥离法是利用溶剂进入石墨层间，超声剥离，制得的石墨烯品质高、缺陷少，但产率很低；电化学电剥离制备石墨烯是近年来兴起的一种石墨烯的制备方法，该种方法具有制备工艺简单，对环境要求低的优点，相对于溶剂剥离法制备石墨烯以及微机械剥离法制备石墨烯有明显的优势，但是电化学剥离石墨烯的后续需要进行水洗、超声分离等繁琐的分离处理过程，且超声处理成本较高，极大地限制了其的广泛应用。

本发明旨将电化学剥离得到的石墨烯产物进行简单处理，直接加工成适用于水性电热膜的石墨烯/石墨复合水性导电浆料，其可以应用制备石墨烯电热膜，从而无需在电化学剥离后进行繁琐的分离，减少分离的步骤。

【发明内容】

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法，该方法以电化学剥离得到的石墨烯产物为原料，无需进行繁琐的分离，而是通过浸泡除杂、机械剪切、砂磨、过筛后得到稳定的石墨烯/石墨复合水性导电浆料，解决了石墨烯水溶性差的问题，同时解决了其稳定性差的问题，制备所得的导电浆料可直接用于水系电热膜的制备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯/石墨复合水性电热膜导电剂的制备方法，包括以下步骤：