本发明属于石墨烯膜材料技术领域，具体涉及一种制备石墨烯纸胶膜的设备和制备方法。
背景技术：
在石墨烯在树脂基复合材料的应用中，目前大多将石墨烯粉体均匀分散在树脂基体中，通过树脂基体与纤维复合制成复合材料。采用将石墨烯粉体均匀分散在树脂基体后而制成的复合材料，其复合材料的力学性能、导电、导热性能得到一定的提高。然而，在树脂基体中石墨烯重量含量仅为0.5％～2％，因此其复合材料的导电、导热性能远不及石墨烯本体材料，难以实现对复合材料防雷击保护及电加热除冰功能。
采用石墨烯实现复合材料防雷击保护及电加热除冰功能，采用石墨烯纸是一个可行的方案，然而石墨烯纸与复合材料的粘接是工程应用的最大难题。石墨烯纸是大量石墨烯片层聚集的结构，而石墨烯片层之间仅依靠范德华力连接。通过胶膜可以将大面积整体化石墨烯纸与复合材料进行胶接，表面上看两者已粘接成一个整体，然而实际上石墨烯片层之间的范德华力较弱，容易导致两者分离，整个结构的稳定性很差。因此，树脂基复合材料领域利用大面积整体化石墨烯膜或石墨烯纸进行工程应用的实例鲜有报道。
现有技术需要一种能够使石墨烯膜或石墨烯纸大面积整体化附在复合材料的设备。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种制备石墨烯纸胶膜的设备及其制备方法，从而克服现有不能实现将石墨烯纸大面积用于复合材料上的缺点。
为实现上述目的，在本发明的一个实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，该设备包括：
裁切模块，其设置于设备底部，用于裁切石墨烯纸；
固定模块，其设置在裁切模块的上部，用于固定石墨烯纸；以及
卷胶模块，其用于将胶膜铺覆在石墨烯纸上。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，所述裁切模块包括：
一体化切刀，其置于支座的上部；
滤网，其设于一体化切刀的下部；
阀门和真空泵，其均位于支座的下部，用于将裁切掉的石墨烯纸碎屑吸入裁切模块的内腔；
密封垫圈和密封螺钉，其均设置于支座的两侧；
裁切模块上部、裁切模块下部，其与密封垫圈、密封螺钉一起进行组装及密封；
其中，所述一体化切刀与裁切模块上部为一整体。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，所述固定模块包括压板及支撑模板，所述压板置于支撑模板的上部；所述压板用于压实石墨烯纸，所述支撑模板用于放置石墨烯纸。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，所述压板下面固定橡胶垫块，所述橡胶垫块用于加持并固定石墨烯纸；所述支撑模板内设置模板通孔，所述一体化切刀穿过所述模板通孔。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，所述一体化切刀的外轮廓与模板通孔的内轮廓尺寸一致。
在本发明的一个优选实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的设备，所述卷胶模块包括胶膜及滚轮，所述滚轮将胶膜铺覆在石墨烯纸上。
在本发明的一个实施方案中，本发明提供了一种制备石墨烯纸胶膜的制备方法，其采用上述制备石墨烯纸胶膜的设备，该方法包括：
夹持石墨烯纸，包括：将石墨烯纸放置于支撑模板上，压板下降通过橡胶垫块夹持并固定石墨烯纸；
裁切石墨烯纸，包括：一体化切刀穿过模板通孔对石墨烯纸进行裁切；以及
覆胶，包括：启动卷胶模块，胶膜随滚轮铺覆在石墨烯纸上，完成石墨烯纸胶膜制备。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过固定模块压实石墨烯纸，裁切模块的一体化切刀穿过支撑模板，将石墨烯纸裁切成所需形状，裁切模块利用真空作用除去切除的石墨烯纸余料后，利用滚轮将胶膜铺覆在石墨烯纸上，从而实现石墨烯纸胶膜的制备。
(2)本发明的设备中制成模板与一体化切刀尺寸匹配，能够确保石墨烯纸裁切的质量和精度。
(3)通过本发明所用设备和方法，可使制备的石墨烯纸胶膜其胶膜本身为大面积整体结构，使得石墨烯纸在使用过程中胶液易于分布在石墨烯纸上下表面，促进石墨烯纸胶膜与复合材料如树脂型复合材料进行粘接，并保证其稳定性，避免分层，从而实现石墨烯纸导电及加热等功能在复合材料领域的工程应用；该设备能实现石墨烯纸胶膜的高效率高质量制备。
(4)相对于石墨烯粉体均匀分散在树脂基体后而制成的复合材料，采用本发明设备和方法制备的石墨烯纸胶膜而制成的复合材料，能有效改善复合材料表面的导电及导热性能，为解决复合材料防雷击保护及电加热除冰提供了有力途径。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：
图1是本发明的石墨烯纸胶膜制备设备示意图。
主要附图标记说明：
1-裁切模块，11-一体化切刀，12-滤网，13-阀门，14-真空泵，15-密封垫圈，16-密封螺钉，17-支座，18-裁切模块上部，19-裁切模块下部；
2-固定模块，21-压板，22-支撑模板，23-橡胶垫块，24-模板通孔；
3-卷胶模块，31-胶膜，32-滚轮；
4-石墨烯纸。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的制备石墨烯纸胶膜的设备，该设备包括：设置于设备底部的裁切模块1，用于裁切石墨烯纸4；设置在裁切模块1的上部的固定模块2，用于固定石墨烯纸4；以及用于将胶膜31铺覆在石墨烯纸4上的卷胶模块3。
作为一种优选实施例，所述裁切模块1包括一体化切刀11、滤网12、阀门13、真空泵14、密封垫圈15、密封螺钉16、支座17、裁切模块上部18及裁切模块下部19；所述一体化切刀11与裁切模块上部18为一整体，所述滤网12设于一体化切刀11的下部，所述阀门13和真空泵14位于支座17的下部，用于将裁切掉的石墨烯纸碎屑吸入裁切模块1的内腔，所述密封垫圈15、密封螺钉16设置于支座17两侧，所述密封垫圈15、密封螺钉16与裁切模块上部18及裁切模块下部19进行组长及密封。
作为一种优选实施例，所述固定模块2包括压板21及支撑模板22，所述压板21置于支撑模板22的上部；所述压板21用于压实石墨烯纸4，所述支撑模板22用于放置石墨烯纸4。
作为一种优选实施例，所述压板21下面固定橡胶垫块23，所述橡胶垫块23用于加持并固定石墨烯纸4；所述支撑模板22内设置模板通孔24，所述一体化切刀11穿过所述模板通孔24，所述一体化切刀11的外轮廓与模板通孔24的内轮廓尺寸一致。
作为一种优选实施例，所述卷胶模块3包括胶膜31及滚轮32，所述滚轮32将胶膜31铺覆在石墨烯纸4上。
根据本发明具体实施方式的一种制备石墨烯纸胶膜的制备方法，其采用上述制备石墨烯纸胶膜的设备，该方法包括：
夹持石墨烯纸，包括：将石墨烯纸4放置于支撑模板22上，压板21下降通过橡胶垫块23夹持并固定石墨烯纸4；
裁切石墨烯纸，包括：一体化切刀11穿过模板通孔24对石墨烯纸4进行裁切；以及
覆胶，包括：启动卷胶模块3，胶膜31随滚轮32铺覆在石墨烯纸4上，完成石墨烯纸胶膜制备。
作为一种优选实施例，所述裁切石墨烯纸包括：将滤网12放置在支座17上，裁切模块上部18与裁切模块下部19通过密封垫圈15及密封螺钉16进行组装及密封；移动裁切模块1，一体化切刀11穿过模板通孔24，对石墨烯纸4进行裁切，其中一体化切刀11外轮廓与模板通孔24内轮廓尺寸相当，确保一体化切刀11既能穿过模板通孔24又不存在明显间隙，另外橡胶垫块23能保证石墨烯纸切透，并避免一体化切刀11受损；一体化切刀11与裁切模块上部18为一整体；开启真空泵14及阀门13，在真空负压的作用下，被裁切掉的石墨烯纸碎屑被吸入裁切模块1内腔，由于设置滤网12，避免吸入的石墨烯纸碎屑堵塞真空管路及阀门13，其中裁切模块1采用分离式结构，分为裁切模块上部18及裁切模块下部19，便于清理裁切模块1内腔的石墨烯纸碎屑；该设备可以进行单层及多层石墨烯纸裁切。
作为一种优选实施例，所述覆胶包括：石墨烯纸裁切结束后，裁切模块1下降，固定模块2中的压板21与支撑模板22分离后，被裁切后的石墨烯纸4保留在支撑模板22上；启动卷胶模块3，胶膜31随滚轮32铺覆在石墨烯纸4上，并通过滚轮32施加压力，促使胶膜31与石墨烯纸4结合，进而完成石墨烯纸胶膜制备。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。