[发明专利]一种石墨烯复合薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯复合薄膜的制备方法，采用卷绕式设备来实施，该卷绕式设备主要包括腔室、蒸发模块、涂覆模块、定型模块、图案生成辊装置和卷绕系统；图案生成辊主要包括辊体和低真空泵；卷绕系统包括放卷辊、收卷辊和蒸发主辊；该制备方法主要包括：

（1）启动蒸发模块进行真空蒸发镀膜，在绕经蒸发主辊的柔性基膜表面沉积催化剂膜层；启动蒸发模块下游的涂覆模块，涂覆模块将石墨烯复合材料涂覆在柔性基膜表面的催化剂膜层之上，形成涂覆层；在涂覆模块下游设置有生长辊；柔性基膜绕经生长辊时，涂覆层在涂覆层之下的催化剂的作用下催化生长成石墨烯复合湿膜层；

（2）设置在生长辊下游的图案生成辊装置通过负压吸收过程对绕经辊体的柔性基膜上尚未成型的湿膜层进行部分去除，使湿膜层产生设定的图案；

（3）通过设置在图案生成辊装置下游的定型模块对湿膜层进行加热干燥定型，使湿膜层形成石墨烯复合薄膜；定型模块采用光照加热或烘干箱加热；形成的石墨烯复合薄膜具有特定的图案。

2.根据权利要求1所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：在蒸发主辊的下游布置有控温辊；控温辊的控温区间为40 ~ 100℃；控温辊将绕经控温辊的柔性基膜的温度调节至催化反应温度范围内。

3.根据权利要求1所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：在腔室内设置有隔板，将腔室分隔为蒸发工作区和非蒸发工作区，蒸发模块设置在蒸发工作区内；在启动蒸发模块之前，要通过真空系统对腔室进行抽真空，当腔室内的真空度达到设定值时，通过充气系统向非蒸发工作区充入工作气体，并控制非蒸发工作区的气体压力在0.01MPa~0.1MPa范围内。

4.根据权利要求1所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：在图案生成辊装置的下游设置有膜厚监测装置，膜厚监测装置对湿膜层进行在线膜厚监测；涂覆模块根据接收到的膜厚监测信号对石墨烯复合材料的供给量进行动态反馈控制，从而在线调节石墨烯复合薄膜的膜厚；涂覆模块包括布置在柔性基膜幅宽方向上的多个涂覆单元；膜厚监测装置在柔性基膜幅宽方向上对湿膜层进行多点在线膜厚监测；涂覆单元会根据与该涂覆单元对应区域上的膜厚监测信号进行动态反馈控制，在线调节该区域上的石墨烯复合薄膜膜厚。

5.根据权利要求1所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：图案生成辊装置的辊体为双层机构，包括内辊和外辊；外辊辊面为网状结构，上面布置有网孔阵列；内辊的辊壁上布置有吸收孔阵列；吸收孔阵列中的吸收孔与网孔阵列中的网孔之间通过吸收管道相连；内辊内部为空腔结构，内辊的端部与低真空泵相连，低真空泵将内辊内部抽成相对于腔室内气压的负压。

6.根据权利要求5所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：内辊的辊壁内侧设置有遮掩筒插槽；遮掩筒插槽内可插入遮掩筒，遮掩筒的展开形状与要在柔性基膜上形成的石墨烯复合薄膜具有的特定图案相对应；遮掩筒从内辊辊壁内侧对辊壁上的吸收孔阵列中某些吸收孔进行遮挡密封；图案生成辊装置工作时，内辊的负压会从那些未被遮挡的吸收孔经由与之相连的吸收管道和网孔对覆盖在这些网孔上的湿膜层产生负压吸收，从而对绕经辊体的柔性基膜上的这部分湿膜层进行去除。

7.根据权利要求5所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：图案生成辊装置还包括控制器；在吸收管道上设置有电控阀门；控制器接收到图案生成指令后，根据预设的图案生成程序开启某些吸收管道上的电控阀门，内辊的负压会从这些吸收管道经由与之相连的吸收孔和网孔对覆盖在这些网孔上的湿膜层产生负压吸收，从而对绕经辊体的柔性基膜上的这部分湿膜层进行去除。

8.根据权利要求5所述的石墨烯复合薄膜的制备方法，其特征在于：通过控制低真空泵的排气速度，可以调节辊体对湿膜层的负压吸收力度，对覆盖在网孔上的这部分湿膜层进行完全去除或部分去除。