一种石墨烯“卷对卷”转移装备及转移方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石墨烯“卷对卷”转移装备及转移方法，属于石墨烯生产技术领域。
【背景技术】
[0002]石墨烯是近年来发现的二维纳米材料，具有众多优异性能。其中，极高的透过率及超高的载流子迀移率，使其可作为全新的透明导电材料而备受工业界关注。
[0003]现有成熟的石墨烯规模化制备的方法是化学气相沉积法(CVD)，CVD法制备石墨烯一般选用不透明的金属作为生长基底，例如铜箔、镍箔等。然而，实际应用中通常需将石墨烯转移到其它基底，例如柔性透明的PET、PEN基底。现有石墨烯转移方法需借助过度支撑材料，如PMMA，硅胶薄膜、热释胶带等，并配合释放溶铜工艺，通过两次贴合过程将石墨烯转移到目标基底。存在操作过程复杂，石墨烯易破损，转移效率低、成本高，溶铜废液污染等问题，严重限制了石墨烯的产业化应用。
【发明内容】
[0004]为了克服上述【背景技术】中的不足，本发明提供一种石墨烯“卷对卷”转移装备及转移方法，简化规模化生产工艺，提高转移石墨烯的完整性、均匀性和一致性。
[0005]本发明所涉及的一种石墨烯“卷对卷”转移装备，该装备由上料装置(001)、压合装置(002)、加电鼓泡预剥离装置(003)、加电剥离装置(004)、水冲洗装置(005)、吹干装置
[006]和收卷装置(007)组成;上述装置依次顺序排布，并通过导向辊调整方向；所述压合装置(002)包括一对主动施压辊，在施加压力同时可以加热；所述加电鼓泡预剥离装置(003)包括数对主动施压辊，加压同时可以加电；所述加电剥离装置(004)包括一对主动施压辊，加压同时可以加电。
[0006]本发明还涉及一种使用上述石墨烯“卷对卷”转移装备的转移方法，步骤如下:
[0007]步骤S01，在生长石墨烯表面涂布一层透明支撑涂层(02)，并烘干收卷，得到铜箔/石墨烯/透明支撑涂层的复合结构I;其中的透明支撑涂层(02)为甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯单体中的一种或几种的共聚物;透明支撑涂层(02)厚度为0.5?20um;
[0008]步骤S02，将步骤SOI中得到的复合结构I卷材安放到转移装备中上料装置(001)上，通过压合装置(002)加压加热方式与目标基底(01)预压合，得到目标基底/透明支撑涂层/石墨稀/铜箔的复合结构2;其中压合的压力范围为0.1MPa至IMpa，压合加热温度为50至150。。；
[0009]步骤S03，对步骤S02中得到的复合结构2通过加电鼓泡预剥离装置(003)，使石墨烯(03)与生长基底铜箔(04)预分离;其中加压加电鼓泡预剥离过程的压力范围为0.1MPa至IMpa，施加电流范围为I?10A;加压加电鼓泡预剥离过程的时间为I?1min;
[0010]步骤S04，在转移装备上通过加电剥离装置(004)，使生长基底铜箔(04)与石墨烯
(03)彻底分离，得到目标基底/透明支撑涂层/石墨烯的复合结构3；其中加压加电剥离的压力范围为0.1MPa至IMpa，施加电流范围为I?1A;
[0011]步骤S05，对步骤S04中得到的复合结构3用去离子水水冲洗装置(005)冲洗，用吹干装置(006)吹干，最后用收卷装置(007)收卷。
[0012]本发明克服了【背景技术】中的不足，提供一种石墨烯“卷对卷”转移装备及转移方法，转移装备结构紧凑，可实现石墨烯薄膜的“卷对卷”式快速转移;转移方法简单高效，转移质量佳，非常适合石墨烯薄膜产品规模化生产。
【附图说明】
[0013]图1为本发明所涉及的一种石墨烯“卷对卷”转移装备的结构示意图，其中，001为上料装置、002为压合装置、003为加电鼓泡预剥离装置、004为加电剥离装置、005为水冲洗装置、006为吹干装置、007为收卷装置。
[0014]图2为本发明所涉及的使用这种石墨烯“卷对卷”转移装备的转移方法步骤图，其中，SOl为步骤SOl，S02为步骤S02，S03为步骤S03，S04为步骤S04，S05为步骤S05。
[0015]图3为本发明所涉及的复合结构I示意图。
[0016]图4为本发明所涉及的复合结构2示意图。
[0017]图5为本发明所涉及的复合结构3示意图。
[0018]图2至图5中，各标号所代表的部件如下:01为目标基底，02为透明支撑涂层，03为石墨稀，04为生长基底铜猜。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和实施例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0020]实施例一
[0021]本发明所涉及一种石墨烯“卷对卷”转移装备结构如图1所示，该装备由上料装置
(001)、压合装置(002)、加电鼓泡预剥离装置(003)、加电剥离装置(004)、水冲洗装置
(005)、吹干装置(006)和收卷装置(007)组成；上述装置依次顺序排布，并通过导向辊调整方向；所述压合装置(002)包括一对主动施压辊，在施加压力同时可以加热；所述加电鼓泡预剥离装置(003)包括数对主动施压辊，加压同时可以加电；所述加电剥离装置(004)包括一对主动施压棍，加压同时可以加电。
[0022]实施例二
[0023]本发明所涉及一种使用石墨烯“卷对卷”转移装备进行转移的方法步骤如图2所示，具体如下:
[0024]步骤SOl，将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯的共聚物配成溶液涂布于PET表面，加热干燥后形成厚度约2微米的透明支撑涂层(02)并收卷，得到具有铜箔/石墨烯/透明支撑涂层的复合结构I的卷材如图3;
[0025]步骤S02，将步骤SOl中得到的复合结构I卷材安放到转移装备上，通过压合装置
(002)加压加热方式与目标基底(01)预压合，压力为0.3MPa，温度为95°C得到目标基底/透明支撑涂层/石墨烯/铜箔的复合结构2如图4;
[0026]步骤S03，步骤S02中得到的复合结构2通过加电鼓泡预剥离装置(003)，施加压力为0.4MPa，电流为4A，时间为5min，使石墨烯(03)与生长基底铜箔(04)预分离；
[0027]步骤S04，通过转移装备的加电剥离装置(004)，使生长基底铜箔(04)与石墨烯(03)彻底分离，施加压力为0.2MPa，电流为5A，得到目标基底/透明支撑涂层/石墨烯的复合结构3如图5;
[0028]步骤S05，对步骤04中得到的复合结构3用去离子水水冲洗装置(005)冲洗，用吹干装置(006)吹干，最后用收卷装置(007)收卷。
[0029]本实施例中所转移石墨烯方阻为357土 63欧方，转移完整且方阻分布范围窄。
[0030]实施例三
[0031]本发明所涉及一种使用石墨烯“卷对卷”转移装备进行转移的方法步骤如图2所示，具体如下:
[0032]步骤SOl，将甲基丙烯酸降冰片酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异辛酯及丙烯酸四氢呋喃酯共聚物溶液涂布于PET表面，加热固化干燥后形成厚度约5微米的透明支撑涂层(02)并收卷，得到具有铜箔/石墨烯/透明支撑涂层的复合结构I的卷材如图3;
[0033]步骤S02，将步骤SOl中得到的复合结构I卷材安放到转移装备上，通过压合装置
(002)加压加热方式与目标基底(01)预压合，压力为0.6MPa，温度为130°C得到目标基底/透明支撑涂层/石墨烯/铜箔的复合结构2如图4;
[0034]步骤S03，步骤S02中得到的复合结构2通过加电鼓泡预剥离装置(003)，施加压力为0.5MPa，电流为2A，时间为lOmin，使石墨烯(03)与生长基底铜箔(04)预分离；
[0035]步骤S04，通过转移装备的加电剥离装置(004)，使生长基底铜箔(04)与石墨烯
(03)彻底分离，施加压力为0.6MPa，电流为2A，