[发明专利]一种碳材料薄膜的成型工艺及制成的碳材料薄膜

摘要

本发明提供一种碳材料薄膜成型工艺及制成的碳材料薄膜产品，包括将碳材料粉末加入强酸溶液中处理得表面羧基化的碳材料；经酰氯化反应、炔基化反应，得到炔基改性碳材料；再与杂环聚合物进行聚合反应得使杂环聚合物接枝到碳材料表面；最后与分散剂、粘结剂和塑化剂加入溶剂中进行混合得到均匀稳定的浆料；流延成型，烘干蒸发溶剂；预烧结,烧结后得到薄膜。本发明将导电杂环聚合物接枝于碳材料表面，制备薄膜后，通过聚合物间的连接作用和氢键作用，使碳材料薄膜具有一定的强度和粘结性。而且通过高温处理，降低碳材料薄膜的孔隙率，有效提高碳材料薄膜产品的导电、导热性能。

主权项

一种碳材料薄膜成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）将碳材料粉末加入强酸溶液中进行超声处理得表面羧基化的碳材料；（2）在保护气氛保护下，将（1）制备的表面羧基化的碳材料加到二氯亚砜溶剂中进行酰氯化反应，回流6~12h，对反应物进行过滤、洗涤、干燥得表面酰氯化的酰氯化改性碳材料；（3）将（2）制备的酰氯化改性碳材料分散在N‑甲基吡咯烷酮溶剂中，再加入3‑乙炔苯胺和亚硝酸丁酯酯，在50‑90℃、保护气氛保护下反应6~12h后，加入乙醇使产物沉淀析出，对产物进行过滤、洗涤、干燥得炔基改性碳材料；（4）取（3）制备的炔基改性碳材料和杂环聚合物单体按质量比为1：（1~10）溶于N‑甲基吡咯烷酮溶剂中，再加入1,8‑二氮杂二环[5.4.0]十一碳‑7‑烯和催化剂溴化亚铜，在50‑100℃、保护气氛保护下搅拌反应8~12h，再加入乙醇使产物沉淀析出后对产物进行分离、洗涤、干燥得到杂环聚合物接枝改性碳材料；（5）将杂环聚合物接枝改性碳材料和粘结剂、分散剂、塑化剂加入溶剂中搅拌，得到均匀混合浆料；（6）将混合浆料从流延成型设备的料斗下部流至基带上，通过基带与刮刀的相对运动形成坯膜；（7）将碳材料坯膜置于烘干室中蒸发溶剂；（8）将脱除溶剂后的碳材料坯膜进行预烧结，预烧结温度200℃‑800℃，用以脱除石墨烯坯膜中的分散剂、粘结剂和塑化剂；（9）在保护气氛下，升温至1000‑2000℃烧结，烧结1‑10h得到碳材料薄膜。