用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法
【专利摘要】本发明是用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法，包括如下步骤：(1)制备石墨烯：(2)制备石墨烯金属复合材料的粉体：(3)制备金属导电层：(4)制备触摸屏。本发明所述的石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法使用方便，方法操作简单，可以广泛适用于可穿戴的电子设备，兼具了良好的柔性和导电性。
【专利说明】
用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法
技术领域
[0001]本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法
【背景技术】
[0002]石墨烯是一种二维结构的碳材料，其具有理想的单原子层厚度，理论比表面积高达2630m2.g—S且化学稳定性良好，柔性较好，被认为是理想的电化学材料。但范德华力的存在使石墨烯易团聚，从而降低了石墨烯的比表面积和比容量，引入金属氧化物与石墨烯进行复合可以使纳米粒子嵌入相邻的石墨烯片层间，有效阻止石墨烯片重新堆叠，使高的电荷容量得以保持从而弥补石墨烯作为电子屏幕材料的不足，使用石墨烯金属复合材料，兼具了良好的柔性和导电性。
【发明内容】
[0003]本发明提供用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法，包括如下步骤:
[0004](I)制备石墨烯:
[0005]称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15 °C，搅拌Ih，再将反应转入35°C的水浴锅中搅拌Ih，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50°C，加入完毕，再转入到90°C的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30%的双氧水。得到的氧化石墨烯(GO)分别用10%的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干。制得的GO置入1050°C的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；
[0006](2)制备石墨烯金属复合材料的粉体:
[0007]采用浓H2SO4加NaNCb体系，以KMnO4为氧化剂，经4°C以下的低温、35°C的中温和90-98 0C的高温反应三个阶段，制成氧化石墨烯;配成浓度为0.02毫克/毫升-5毫克/毫升，pH值为2-6水溶液;室温下，将Al、Fe、N1、Cu、Zn的金属颗粒加入氧化石墨稀水溶液中，金属颗粒与氧化石墨烯混匀并发生原位还原反应，得到均匀分散的金属颗粒/石墨烯混合物;将金属颗粒/石墨稀混合物进行真空抽滤，干燥得到石墨稀金属复合材料的粉体；
[0008](3)制备金属导电层:
[0009]将氧化钌石墨烯复合材料的粉体、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90°C真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；
[0010](4)制备触摸屏:
[0011]准备一层基体，基体上面涂布一层所述的金属导电层，金属导电层上涂布一层保护膜，所述保护膜由前躯体树脂和导电物质组成。
[0012 ]进一步，所述基体为柔性基体，柔性基体可以是聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯类塑料、聚碳酸酯类塑料或聚氯乙烯中的任何一种。
[0013]进一步，所述导电物质选自氧化物导电材料、金属导电材料或导电高分子聚合物中的一种或多种。
[0014]本发明的有益效果是:本发明所述的石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法使用方便，方法操作简单，可以广泛适用于可穿戴的电子设备，兼具了良好的柔性和导电性。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合本发明的实施例进行详细叙述。
[0016]石墨稀金属复合材料制作触摸屏的方法，包括如下步骤:
[0017](I)制备石墨烯:
[0018]称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15 °C，搅拌Ih，再将反应转入35°C的水浴锅中搅拌Ih，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50°C，加入完毕，再转入到90°C的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30%的双氧水。得到的氧化石墨烯(GO)分别用10%的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干。制得的GO置入1050°C的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯；
[0019](2)制备石墨烯金属复合材料的粉体:
[0020]采用浓H2SO4加NaNCb体系，以KMnO4为氧化剂，经4°C以下的低温、35°C的中温和90-98 0C的高温反应三个阶段，制成氧化石墨烯;配成浓度为0.02毫克/毫升-5毫克/毫升，pH值为2-6水溶液;室温下，将Al、Fe、N1、Cu、Zn的金属颗粒加入氧化石墨稀水溶液中，金属颗粒与氧化石墨烯混匀并发生原位还原反应，得到均匀分散的金属颗粒/石墨烯混合物;将金属颗粒/石墨稀混合物进行真空抽滤，干燥得到石墨稀金属复合材料的粉体；
[0021](3)制备金属导电层:
[0022]将氧化钌石墨烯复合材料的粉体、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90°C真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层；
[0023](4)制备触摸屏:
[0024]准备一层基体，基体上面涂布一层所述的金属导电层，金属导电层上涂布一层保护膜，所述保护膜由前躯体树脂和导电物质组成。
[0025]进一步，所述基体为柔性基体，柔性基体可以是聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯类塑料、聚碳酸酯类塑料或聚氯乙烯中的任何一种。
[0026]进一步，所述导电物质选自氧化物导电材料、金属导电材料或导电高分子聚合物中的一种或多种。
[0027]原理分析:
[0028]石墨烯柔性较好，金属的导电性较好，用石墨烯和金属化合物制成的石墨烯金属复合物兼具了良好的柔性和导电性，适用于一些可穿戴的电子设备，比如电子腕表等。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)制备石墨稀: 称取3g天然石墨，1.5g硝酸钠，在75ml浓硫酸中混合物均匀，在冰水浴下缓慢加入9g高锰酸钾，控制温度不超过15°C，搅拌Ih，再将反应转入35°C的水浴锅中搅拌Ih，待反应结束后，缓慢向反应体系中加入120ml去离子水，控制温度不超过50 °C，加入完毕，再转入到90°C的水浴中反应30min，加入300ml去离子水和18ml30%的双氧水，得到的氧化石墨烯(GO)分别用10%的盐酸和去离子水洗涤，直至洗液中没有硫酸根离子存在，烘干；制得的GO置入1050°C的马弗炉中热解30s，取出后分散在无水乙醇中超声分散2h，过滤洗涤后烘干研磨，获得石墨烯； (2)制备石墨烯金属复合材料的粉体: 采用浓H2SO4加NaNCb体系，以KMnO4为氧化剂，经4°C以下的低温、35°C的中温和90_98°C的高温反应三个阶段，制成氧化石墨烯;配成浓度为0.02毫克/毫升-5毫克/毫升，pH值为2-6水溶液;室温下，将Al、Fe、N1、Cu、Zn的金属颗粒加入氧化石墨稀水溶液中，金属颗粒与氧化石墨烯混匀并发生原位还原反应，得到均匀分散的金属颗粒/石墨烯混合物;将金属颗粒/石墨烯混合物进行真空抽滤，干燥得到石墨烯金属复合材料的粉体； (3)制备金属导电层: 将氧化钌石墨烯复合材料的粉体、乙炔黑、PTFE按质量比为8:1:1的比例混合，加入适量去离子水和无水乙醇混合成糊状，均匀的涂布到柔性石墨纸上，90°C真空干燥处理后，裁剪成所需要的长方形薄片，得到金属导电层； (4)制备触摸屏: 准备一层基体，基体上面涂布一层所述的金属导电层，金属导电层上涂布一层保护膜，所述保护膜由前躯体树脂和导电物质组成。2.根据权利要求1所述的用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法，其特征在于，所述基体为柔性基体，柔性基体可以是聚对苯二甲酸类塑料、聚乙烯类塑料、聚碳酸酯类塑料或聚氯乙烯中的任何一种。3.根据权利要求1或2所述的用石墨烯金属复合材料制作触摸屏的方法，其特征在于，所述导电物质选自氧化物导电材料、金属导电材料或导电高分子聚合物中的一种或多种。
【文档编号】G06F3/041GK106095182SQ201610435617
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】潘中海, 司荣美, 刘彩风
【申请人】天津宝兴威科技有限公司