本发明属于薄膜领域，具体涉及一种双层溶胶石墨烯薄膜及其制备方法。
背景技术
最新电子设备，比如触屏、抗压性显示器、印刷电子器等，这类轻质薄片状的光电设备己经具有很大前景。由于弯曲时失去导电性和铟的成本逐步增加，局限了其应用，导致传统的铟锡氧化物薄膜已经不能满足于未来的需求。石墨烯薄膜正好满足这种需求，其具有很大的应用潜能。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种双层溶胶石墨烯薄膜及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双层溶胶石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：
木质素10-15、正硅酸乙酯40-50、碳纤维1-2、磷酸二氢铝3-5、乙酸异丁酸蔗糖酯0.4-1、活化石墨烯100-130、棕榈蜡5-7、三乙胺0.1-0.2。
所述的活化石墨烯是由下述重量份的原料组成的：
蓖麻酸钙1-2、聚噻吩3-4、烯基琥珀酸酐10-17、氯化亚砜90-100、石墨烯40-50。
所述的活化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取烯基琥珀酸酐，加入到其重量30-40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入石墨烯，升高温度为60-70℃，保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得酸化石墨烯；
(2)取蓖麻酸钙、聚噻吩混合，加入到氯化亚砜中，在50-55℃下保温搅拌10-20分钟，得氯化亚砜分散液；
(3)取上述酸化石墨烯，加入到氯化亚砜分散液中，在70-80℃下保温搅拌3-4小时，抽滤，将滤饼干燥，得活化石墨烯。
所述双层溶胶石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取活化石墨烯，与棕榈蜡混合，加入到混合料重量20-30倍的无水肼中，在70-80℃下保温搅拌1-2小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在60-65℃下干燥10-13小时，出料冷却，揭膜，得石墨烯薄膜；
(2)取磷酸二氢铝，加入到其重量37-40倍的、浓度为5-7％的氢氧化钠溶液中，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，加入碳纤维、木质素，在150-160℃蒸汽下热处理40-50min，得木质素分散液；
(3)取上述石墨烯薄膜，送入到与其大小相当的容器中，依次加入上述木质素分散液、正硅酸乙酯、乙酸异丁酸蔗糖酯，旋转容器，保持转速为200-300转/分，转动5-7小时，加入三乙胺，在3-5℃下继续旋转3-4小时，出料，干燥，即得所述双层溶胶石墨烯薄膜。
本发明的优点：
本发明首先采用烯基琥珀酸酐和氯化亚砜对石墨烯进行酰氯化改性，其可以促进石墨烯在无水肼中的良好分散性，不需要再经过超声分散，也可以达到很好的分散效果，从而得到石墨烯薄膜，之后以木质素为原料，采用碱化处理，在处理过程中引入了碳纤维，可以进一步提高成品薄膜的弹性模量和导电性能，然后在石墨烯薄膜表面加入正硅酸乙酯和木质素分散液，通过正硅酸乙酯的水解作用，形成的溶胶可以分散到石墨烯薄膜表面，而木质素中含有的酚羟基可以在低温下与石墨烯表面的酰氯基进行反应，从而改善了硅溶胶在石墨烯表面的沉积效果，提高了溶胶与石墨烯表面的结合强度，从而得到了稳定的双层薄膜；
本发明的双层薄膜具有较高的抗压强度、柔韧性，导电性好，抗弯曲性强，综合品质高。
具体实施方式
实施例1
一种双层溶胶石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：
木质素15、正硅酸乙酯50、碳纤维2、磷酸二氢铝5、乙酸异丁酸蔗糖酯1、活化石墨烯130、棕榈蜡7、三乙胺0.1。
所述的活化石墨烯是由下述重量份的原料组成的：
蓖麻酸钙2、聚噻吩4、烯基琥珀酸酐17、氯化亚砜100、石墨烯50。
所述的活化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取烯基琥珀酸酐，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀，加入石墨烯，升高温度为70℃，保温搅拌2小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得酸化石墨烯；
(2)取蓖麻酸钙、聚噻吩混合，加入到氯化亚砜中，在55℃下保温搅拌20分钟，得氯化亚砜分散液；
(3)取上述酸化石墨烯，加入到氯化亚砜分散液中，在80℃下保温搅拌4小时，抽滤，将滤饼干燥，得活化石墨烯。
所述双层溶胶石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取活化石墨烯，与棕榈蜡混合，加入到混合料重量30倍的无水肼中，在80℃下保温搅拌2小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在60℃下干燥10小时，出料冷却，揭膜，得石墨烯薄膜；
(2)取磷酸二氢铝，加入到其重量40倍的、浓度为7％的氢氧化钠溶液中，在70℃下保温搅拌2小时，加入碳纤维、木质素，在160℃蒸汽下热处理50min，得木质素分散液；
(3)取上述石墨烯薄膜，送入到与其大小相当的容器中，依次加入上述木质素分散液、正硅酸乙酯、乙酸异丁酸蔗糖酯，旋转容器，保持转速为300转/分，转动7小时，加入三乙胺，在3℃下继续旋转3小时，出料，干燥，即得所述双层溶胶石墨烯薄膜。
实施例2
一种双层溶胶石墨烯薄膜，它是由下述重量份的原料组成的：
木质素10、正硅酸乙酯40、碳纤维1、磷酸二氢铝3、乙酸异丁酸蔗糖酯0.4、活化石墨烯100、棕榈蜡5、三乙胺0.2。
所述的活化石墨烯是由下述重量份的原料组成的：
蓖麻酸钙1、聚噻吩3、烯基琥珀酸酐10、氯化亚砜90、石墨烯40。
所述的活化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取烯基琥珀酸酐，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入石墨烯，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得酸化石墨烯；
(2)取蓖麻酸钙、聚噻吩混合，加入到氯化亚砜中，在50℃下保温搅拌10分钟，得氯化亚砜分散液；
(3)取上述酸化石墨烯，加入到氯化亚砜分散液中，在70℃下保温搅拌3小时，抽滤，将滤饼干燥，得活化石墨烯。
所述双层溶胶石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)取活化石墨烯，与棕榈蜡混合，加入到混合料重量20倍的无水肼中，在70℃下保温搅拌1小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在65℃下干燥13小时，出料冷却，揭膜，得石墨烯薄膜；
(2)取磷酸二氢铝，加入到其重量37倍的、浓度为5％的氢氧化钠溶液中，在65℃下保温搅拌1小时，加入碳纤维、木质素，在150℃蒸汽下热处理40min，得木质素分散液；
(3)取上述石墨烯薄膜，送入到与其大小相当的容器中，依次加入上述木质素分散液、正硅酸乙酯、乙酸异丁酸蔗糖酯，旋转容器，保持转速为200转/分，转动5小时，加入三乙胺，在5℃下继续旋转4小时，出料，干燥，即得所述双层溶胶石墨烯薄膜。
实施例3
石墨烯薄膜的制备方法：
a：制备活化石墨烯：
活化石墨烯是由下述重量份的原料组成的：
蓖麻酸钙1、聚噻吩3、烯基琥珀酸酐10、氯化亚砜90、石墨烯40。
所述的活化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取烯基琥珀酸酐，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入石墨烯，升高温度为60℃，保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得酸化石墨烯；
(2)取蓖麻酸钙、聚噻吩混合，加入到氯化亚砜中，在50℃下保温搅拌10分钟，得氯化亚砜分散液；
(3)取上述酸化石墨烯，加入到氯化亚砜分散液中，在70℃下保温搅拌3小时，抽滤，将滤饼干燥，得活化石墨烯；
b：取活化石墨烯，与其重量5％的棕榈蜡混合，加入到混合料重量20倍的无水肼中，在70℃下保温搅拌1小时，均匀的涂覆在玻璃板上，送入烘箱中，在65℃下干燥13小时，出料冷却，揭膜，得石墨烯薄膜。
性能测试：
本发明实施例1的双层溶胶石墨烯薄膜：
室温下的杨氏模量：0.106tpa；
拉伸强度：223.3gpa；
本发明实施例2的双层溶胶石墨烯薄膜：
室温下的杨氏模量：0.101tpa；
拉伸强度：219.6gpa；
对比实施例3的石墨烯薄膜：
室温下的杨氏模量：0.093tpa；
拉伸强度：220.8gpa；
采用四探针测试仪测试：
四根探针组成探头，并且四根探针头部间隔相等距离。四根探针由四根引联接到方阻测试仪上，四探针是由四个铅耦合到方电阻测试仪器，当探头被压在顶部的导电薄膜材料上时，方电阻表会立即显示出一个值，这个值就是材料的平方电阻值，具体来讲就是在外端的探针产生了电流场，而内端的探针在各自的探点上形成的一定的电势。由于方阻越大，内端探针产生的电势也就越大，这样就能测出导电材料的方阻值，表征其导电性；
测试薄膜的厚度为8μm、薄膜直径为40mm；
测得：
本发明实施例1的双层溶胶石墨烯薄膜：
其方阻值为34.7ω/□；
本发明实施例2的双层溶胶石墨烯薄膜：
其方阻值为30.2ω/□；
对比实施例3的石墨烯薄膜：
其方阻值为147.8ω/□；
可以看出，本发明的双层石墨烯薄膜具有更好的导电性能，且力学稳定高，柔韧性更强；
将本发明实施例1、实施例2、对比实施例3的石墨烯薄膜分别弯折5000次，然后再进行四探针测试仪测试，测试方法同上；
测得：
弯折后的本发明实施例1的双层溶胶石墨烯薄膜：
其方阻值为34.9ω/□；
弯折后的本发明实施例2的双层溶胶石墨烯薄膜：
其方阻值为30.3ω/□；
弯折后的对比实施例3的石墨烯薄膜：
其方阻值为149.5ω/□；
可以看出，本发明的产品弯折后导电性能几乎不会受到影响。