[发明专利]聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜及其制备方法和应用，该薄膜由聚氨酯和还原氧化石墨烯交联而成，其中聚氨酯的质量分数≤20％。其制备方法包括：将水性聚氨酯水相溶液与氧化石墨烯水相溶液制成混合溶液，涂抹在基板上中，制成聚氨酯/氧化石墨烯复合薄膜，加热，生成聚氨酯交联氧化石墨烯复合薄膜，浸渍在还原剂中，制成本发明上述薄膜。本发明复合导电薄膜具有轻质、高导电率、较好的耐腐蚀能力、超高拉伸强度及韧性等优点，是一种新型的导电薄膜材料，能够广泛用于制备柔性电子器件，有着很高的使用价值和很好的应用前景。本发明制备方法简单易行，成本低廉，方便快捷，简单易操作，适用于异形件的大面积使用。

技术领域

本发明属于新兴材料的制备领域，涉及一种复合导电薄膜及其制备方法和应用，具体涉及一种聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

因在自电子器件、航空航天、人工智能、机械臂等柔性电子器件的可应用性，具有超强、高韧等性能的导电薄膜在近些年引起了广泛关注。且研究表明，制备具有轻质、超强、高韧等性能的导电薄膜通常需要满足三个条件：超高的断裂强度、较高的断裂伸长率以及较低的密度。

目前，常见的复合导电薄膜主要为金属薄膜或导电高分子薄膜，金属薄膜虽然具有超高的强度以及较好的韧性，但其重量较大，耐腐蚀性能差，且反复弯曲后容易出现金属疲劳现象；导电高分子薄膜具有一定的强度及韧性，同时具有轻质的特点，但其导电能力较低，往往难以达到实际应用的水平。

因此，发展一种具有轻质、高导电率、较好的耐腐蚀能力、超高拉伸强度及韧性的复合导电薄膜具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种轻质、高导电率、较好的耐腐蚀能力、超高拉伸强度及韧性的聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜，所述聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜由聚氨酯和还原氧化石墨烯交联而成；所述聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜中聚氨酯的质量分数≤20％。

上述的聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜，进一步改进的，所述聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜中聚氨酯的质量分数为1％～10％。

作为一个总的技术构思，本发明提供了一种上述的聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将水性聚氨酯水相溶液与氧化石墨烯水相溶液混合，得到混合溶液；

S2、将步骤S1中得到的混合溶液涂抹在基板上，烘干，得到聚氨酯/氧化石墨烯复合薄膜；

S3、将步骤S2中得到的聚氨酯/氧化石墨烯复合薄膜进行加热，生成聚氨酯交联氧化石墨烯复合薄膜；

S4、将步骤S3中得到的聚氨酯交联氧化石墨烯复合薄膜浸渍在还原剂中，静置，清洗，干燥，得到聚氨酯交联还原氧化石墨烯复合导电薄膜。

上述的制备方法，进一步改进的，所述步骤S1中，所述混合为：在搅拌转速为500r/min～1000r/min条件下，将水性聚氨酯水相溶液分次逐滴加入到氧化石墨烯水相溶液中，每次滴加完毕后，间隔2min后进行下一次滴加；滴加完毕后继续搅拌4h。