[发明专利]基于石墨烯的导电胶带的制备装置及其制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，基于石墨烯的导电胶带的制备装置及其制备方法。该方法包括以下步骤：(1)将石墨分散于分散剂中，利用直接液相剥离法制备石墨烯纳米片分散液；(2)将上述石墨烯纳米片分散液与丙烯酸酯树脂、聚氯酯和环氧树脂混合，加热、搅拌使其均匀混合；(3)将混合均匀的石墨烯胶混合液在外加磁场下进行降温，磁场方向平行于降温的石墨烯胶混合液平面；(4)将步骤(3)中制得的石墨烯胶混合液均匀涂敷在导电胶带基底上，干燥，制得导电胶带。本发明方法利用石墨烯的抗磁性，在定向磁场中将其在胶粘剂中定向排布，使得电子在石墨烯面内传递，充分利用石墨烯的面内超高导电性，从而大幅提高导电胶的导电性。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及定向石墨烯材料，具体涉及基于石墨烯的导电胶带的制备装置及其制备方法。

背景技术

胶带/布是由基材和粘结剂两部分组成，通过粘接使两个或多个不相连的物体连接在一起。其表面上涂有一层粘着剂。在十九世纪，橡胶是粘着剂的主要成份；而现代则广泛应用各种聚合物。粘着剂可以粘住东西，是由于本身的分子和欲连接物品的分子间形成键结，这种键结可以把分子牢牢地黏合在一起。随着经济的发展与科技的进步，胶粘带、保护膜及不干胶广泛应用到电子、通讯、包装、建筑、造纸、木工、航空航天、汽车、纺织、冶金、机械制造、医疗等行业，随着胶带应用领域的不断扩大，对胶带的功能要求也越来越高，例如：扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)测试时固定观测样本使用的胶带就要求有良好的导电性，用于微观检测仪器的导电胶带分为两类，一类是铜导电胶带，其导电物质为铜粉、镍粉、铝粉的混合物，另外一类是碳导电胶带，其导电物质为碳粉。就市场上实际应用情况看，碳导电胶带由于其成本低廉、性价比高从而使用更为广泛，但是其存在导电性较差的缺点，因此提高导电性成为碳导电胶带的主要研发方向。此外，电脑，手机，电线，电缆等各类电子电器产品则要求使用导电布胶带(用导电布做成的胶带)，其特性是在导电布的基础上增加了“胶”特性。一般行业上希望的“胶”是导电胶，但目前的胶很难做到较高的导电性，目前应用于电子电器产品的导电胶布的主要依靠导电布进行导电，而所谓的导电胶而只是普通的压克力胶或热融胶，目的是让导电布有良好的粘性。

中国专利CN201710074917.X公开的一种石墨烯基导电胶带通过在导电碳浆中加入石墨烯后与胶黏剂均匀混合后涂覆在基底上增强导电性能，该方法制备的胶带粘性不能保证，并且其方阻仍然高达30kΩ/sq。中国发明专利CN201611165397.5公开了一种在纤维金属填料与热熔胶混合液中添加石墨烯，利用石墨烯的超大比表面积利于纤维金属填料的分散效果，进而提高了导电性，该方法在一定程度上利用了纤维金属的导电性提高了导电胶的导电性，但不可避免的存在热容胶体与纤维金属之间粘合力不够牢固且分层的问题。

发明内容

针对目前导电胶、导电胶带及导电胶布存在的粘合力不牢固且分层、导电性低的问题，本发明提供了一种基于石墨烯的导电胶带的制备装置及其制备方法，可用于制备导电胶布或导电胶带。

本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种基于石墨烯的导电胶带的制备方法，包括以下步骤：

(1)将石墨分散于分散剂中，利用直接液相剥离法制备石墨烯纳米片分散液；

(2)将步骤(1)制得的石墨烯纳米片分散液与丙烯酸酯树脂、聚氯酯和环氧树脂混合，加热、搅拌使其均匀混合；

(3)将步骤(2)制得的石墨烯胶混合液在外加磁场下进行降温，磁场方向平行于降温的石墨烯胶混合液平面；

(4)将步骤(3)中制得的石墨烯胶混合液均匀涂敷在导电胶带基底上，干燥，制得导电胶带。

其中，所述石墨为高定向热解石墨鳞片、微波处理后的高能态石墨鳞片、石墨粉，分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

所述石墨烯纳米片为非氧化石墨烯的层状堆积体。