CN104559348B - 石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法 - Google Patents
石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104559348B CN104559348B CN201310751721.1A CN201310751721A CN104559348B CN 104559348 B CN104559348 B CN 104559348B CN 201310751721 A CN201310751721 A CN 201310751721A CN 104559348 B CN104559348 B CN 104559348B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- coating
- water
- dispersant
- ceramic hybrid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 110
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 105
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 81
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 35
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 30
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical group CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 26
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 19
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000012700 ceramic precursor Substances 0.000 claims description 14
- -1 graphite alkene Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 14
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1C FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 1-methylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC=CC2=C1 QPUYECUOLPXSFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000010130 dispersion processing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 4
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 3
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 3
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 claims description 3
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003799 water insoluble solvent Substances 0.000 claims description 3
- 239000003021 water soluble solvent Substances 0.000 claims description 3
- WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N isobutyramide Chemical compound CC(C)C(N)=O WFKAJVHLWXSISD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 13
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 7
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004425 Makrolon Substances 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000003851 corona treatment Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium dioxide Chemical compound O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002986 Li4Ti5O12 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020968 MoSi2 Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N manganese(II) oxide Inorganic materials [Mn]=O VASIZKWUTCETSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 239000012692 Fe precursor Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465382 Physalis alkekengi Species 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010406 interfacial reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000012258 stirred mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
- C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
- B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
- B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
- B05D1/005—Spin coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/30—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
- B05D1/305—Curtain coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/013—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics containing carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/624—Sol-gel processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62625—Wet mixtures
- C04B35/62635—Mixing details
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/62625—Wet mixtures
- C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/10—Deposition methods
- C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2218/00—Methods for coating glass
- C03C2218/30—Aspects of methods for coating glass not covered above
- C03C2218/31—Pre-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
- C04B2235/422—Carbon
- C04B2235/425—Graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/666—Applying a current during sintering, e.g. plasma sintering [SPS], electrical resistance heating or pulse electric current sintering [PECS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
- C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本申请提供一种用于形成石墨烯‑陶瓷混杂涂层的包括石墨烯(RGO：还原的氧化石墨烯)和陶瓷溶胶的石墨烯‑陶瓷混杂溶胶溶液，其中石墨烯‑陶瓷混杂涂层中石墨烯的含量约为石墨烯‑陶瓷混杂涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%。本申请还提供一种用该石墨烯‑陶瓷混杂溶胶溶液形成的石墨烯‑陶瓷混杂涂层。本申请还提供制备所述石墨烯‑陶瓷混杂涂层的方法以及由该石墨烯‑陶瓷混杂涂层涂覆的汽车前灯。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0125885号的优先权，该申请的整个内容引入本文以供参考。
技术领域
本发明涉及石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法。
背景技术
氧化石墨烯(或者氧化石墨，下文称为GO)是通过用酸处理石墨而制备的片状碳材料，并且在表面具有大量的亲水官能团、羧基(-COOH)、羟基(-OH)等。通过酸处理工艺产生的表面氧化基团自然和H2O产生氢键。因此，通常以水合的形式或以含水浆料的状态制备GO，其中浆料的固体浓度一般约为2～8wt%，只要不对其进行特别的处理。
当GO被适当地包含在薄膜或结构中时，其强度可被改善，并且可提供适当的导热性。然而，所含水分的处理会妨碍各种性质。
通常，可通过化学还原法(肼处理等)和热还原法，以石墨烯的形式制备GO。这里，还原的石墨烯被特别称为还原的氧化石墨烯(RGO)。
证据表明不是RGO上的所有氧化基团都被彻底除去。通常，相对于碳主链，表面氧化基团的氧含量小于或等于约5%。
归因于其超过常规材料的改善材料间的协同效应的潜能，RGO和常规材料的非均质混合物最近引起了浓厚兴趣。非均质混合物可用在高强度复合材料和燃料电池中。作为代表性技术，韩国专利第KR2011-0012479号描述了一种石墨烯-纳米线(半导体)混杂结构，其中在石墨烯导电部分中吸收光能，并且产生电子-空穴对。韩国专利第KR2010-0114646号描述了一种混杂复合材料制造方法，包括石墨烯薄片/碳纳米管/聚合物纳米微粒。韩国专利第KR2010-0097322号描述了一种制造可再充电锂电池用正电极石墨烯材料的方法，所述正电极石墨烯材料是通过加入Fe前体和PO4前体形成的混杂材料。美国专利第8257867号描述了一种通过在空气中烧结石墨烯和金属氧化物微粒，制造具有优异的充放电比的石墨烯复合煅烧体的方法。美国专利公开第2011-986379号描述了一种通过在高温和高压下，混合TiO2纳米粉末和石墨烯并使它们反应，而制造石墨烯-TiO2混杂材料的方法。
然而，仍然需要改进的材料。
发明内容
按照一个方面，本发明提供一种分散性和安全性改善的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液。按照另一个方面，本发明提供一种均匀性、透明性和导热性改善的石墨烯-陶瓷混杂涂层。
特别地，按照一个实施方式，石墨烯-陶瓷混杂涂层由包括石墨烯(RGO：还原的氧化石墨烯)和陶瓷溶胶的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液形成。石墨烯-陶瓷混杂涂层中的石墨烯含量优选约为石墨烯-陶瓷混杂涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%，更优选地，石墨烯含量约为石墨烯-陶瓷混杂涂层总重量的0.01wt%～1.8wt%。石墨烯和陶瓷溶胶可以均匀地分布在石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液中。陶瓷可以是任何常规陶瓷，按照优选的实施方式，陶瓷选自SiO2、Al2O3、Li4Ti5O12、TiO2、SnO2、CeO2、ZrO2、V2O5、B2O3、BaTiO3、Y2O3、WO3、MgO、CuO、ZnO、AlPO4、AlF、Si3N4、AlN、TiN、WC、SiC、TiC、MoSi2、Fe2O3、GeO2、Li2O、MnO、NiO、沸石、以及它们的组合。
按照另一方面，本发明提供一种制备石墨烯-陶瓷混杂涂层的方法。
按照各个实施方式，所述方法包括：混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂，以制备包括石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂的分散体系；向分散体系中添加第二非水基溶剂和陶瓷前体的混合溶液，以制备混合物；使第二分散剂和水与所述混合物混合，以制备石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液；和用石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液涂覆基材。按照各个实施方式，所述方法还包括在混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂之后，进行机械分散处理。可以通过任何已知方法，比如超声作用、搅拌、剪应力(剪切力)施加方法、利用均化器的方法、或者它们的组合，进行机械分散处理。按照各个实施方式，第一分散剂和第二分散剂可各自独立地是聚乙二醇(PEG)、丙三醇、盐酸(HCl)、醋酸、甲酸、柠檬盐、粘合剂、或者它们的组合。按照各个实施方式，第一非水基溶剂和第二非水基溶剂可各自独立地是两亲性溶剂、除水之外的水溶性溶剂、非水溶性溶剂、极性溶剂、非极性溶剂、或者它们的组合。特别地，第一非水基溶剂和第二非水基溶剂最好分别独立选自异丙醇(IPA)、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酰丙酮、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己酮、甲苯、氯仿、二氯代苯、二甲苯、三甲基苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲亚砜、和它们的组合。按照各个实施方式，分散体系还包括选自聚乙二醇、丙三醇、葡萄糖、粘合剂、和它们的组合的添加剂。最好按约为包括第一石墨烯分散剂和非水基溶剂的混合物的固体含量的0.001wt%～5wt%的量，分散石墨烯。可以利用任何已知的涂覆工艺，比如浸涂、旋涂、喷涂、刷涂、棒涂（barcoating）、流涂、辊涂或者它们的组合，进行涂覆工艺。
按照另一个方面，本发明提供一种通过制备石墨烯-陶瓷混杂涂层的方法制备的石墨烯-陶瓷混杂涂层。
按照各个实施方式，这样制备的石墨烯-陶瓷混杂涂层在石墨烯-陶瓷混杂涂层中具有约为石墨烯-陶瓷混杂涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%的石墨烯含量。
按照另一个方面，本发明提供包括石墨烯-陶瓷混杂涂层的汽车前灯。
本发明由此提供一种分散性和安全性改善的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液、包括石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液并且均匀性、透明性和导热性改善的石墨烯-陶瓷混杂涂层、制备石墨烯-陶瓷混杂涂层的方法、和包括石墨烯-陶瓷混杂涂层的汽车前灯，其中提供改善的性能。
根据下面的详细说明、附图和权利要求书，本发明的其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
现在将参考附图中举例说明的本发明的一些示例性实施方式，详细说明本发明的上述和其它特征，这些实施方式在下文中只是用于举例说明，因此不是对本发明的限制，附图中：
图1示意性地表示按照常规技术和本发明的一个实施方式的制备石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的方法之间的差别。
图2示意性地表示按照本发明的一个实施方式的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的制备方法。
图3是展示按照本发明的一个实施方式及比较例1和2的用于形成涂层的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的稳定性和均匀性的照片。
图4是展示按照本发明的一个实施方式和比较例2的石墨烯-陶瓷混杂涂层的均匀性的照片。
图5是展示按照本发明的一个实施方式的用于形成涂层的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的储存稳定性的照片。
图6是表示按照实施例1和比较例2的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的稳定性的示图。
图7是表示按照本发明的一个实施方式的石墨烯-陶瓷混杂涂层的透明性的示图。
图8是图解说明按照本发明的一个实施方式的评估石墨烯-陶瓷混杂涂层的导热性的设备和方法的照片和示图。
图9是表示按照本发明的一个实施方式的利用喷涂形成石墨烯-陶瓷混杂涂层的原理的照片。
符号的说明：
100：PC(聚碳酸酯)基材
101：基材边缘温度的测量点
102：热电偶(PC基材的中心)
103：热源的加热形状
应明白附图不一定是按比例绘制的，呈现的是例证本发明的基本原理的各种优选特征的略微简化表现。
附图中，附图标记在整个附图的诸图中指代本发明的相同或者等同的部分。
具体实施方式
下面，进一步详细地说明本发明的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，本公开并不局限于此。
说明书和权利要求书中使用的术语和用语不应按常规方式，或者根据字典来解释，基于所述术语和用语的概念可被适当的解释以便最好地描述本发明的原则，本发明人使用很好地与技术概念相称的术语和用语。
应理解，当在本文中使用时，术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客车，包括运动型多功能车（SUV）、公交车、货车、各类商用车，船舶，包括各种船和艇，飞行器等，并包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力汽车和其他替代燃料汽车（例如，来自石油以外的能源的燃料）。如本文所述，混合动力车是一种具有两个或更多动力源的车辆，例如同时使用汽油动力和电动力的车辆。
本文使用的术语只是用于说明特定的实施方式，并不意图限制本发明。本文使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”意图还包括复数形式，除非上下文明确地另有说明。另外要明白当用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包含”特指陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本文使用的术语“和/或”包括相关的列举项目中的一个或多个项目的任何一个和所有组合。
除非明确地记载或者根据上下文显而易见，否则本文使用的术语“约”应被理解成在本领域的正常容限之内，例如，在均值的2个标准偏差之内。“约”可被理解成在记载值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%之内。除非根据上下文清楚，否则本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。
按照本发明的一个实施方式的石墨烯-陶瓷混杂涂层是由石墨烯(RGO：还原的氧化石墨烯)和陶瓷溶胶溶液形成的涂层。涂层中石墨烯的含量最好约为涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%。当石墨烯-陶瓷混杂涂层中的石墨烯含量小于约0.001wt%时，不能提供具有优异的导热性和高强度的涂层，而当涂层中的石墨烯含量大于约1.8wt%时，不能确保用于形成涂层的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的均匀性，并且不能确保涂层的均匀性和透明性。特别地，为了提供具有优异的均匀性和透明性的石墨烯-陶瓷混杂涂层，需要用于形成涂层的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液的均匀性。当把涂层中的石墨烯含量维持在上述范围内时，可以预期这样的效果。确保石墨烯-陶瓷混杂涂层的均匀性和透明性的石墨烯含量约为涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%。另外，尽管石墨烯的厚度为分子单位，石墨烯的直径仅仅为数微米。因而，石墨烯存在变得起皱的问题。此外，过量的石墨烯可能是杂质，因为普通的陶瓷溶胶比重和黏度高，从而与相对较软的石墨烯和陶瓷混合。因而，重要的是调整石墨烯的含量。当石墨烯含量在上述范围内时，石墨烯和陶瓷溶胶可均匀在分布在石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液中。可不束缚于具体理论地预期这些事实。陶瓷可以是任何常规的陶瓷材料，最好选自SiO2、Al2O3、Li4Ti5O12、TiO2、SnO2、CeO2、ZrO2、V2O5、B2O3、BaTiO3、Y2O3、WO3、MgO、CuO、ZnO、AlPO4、AlF、Si3N4、AlN、TiN、WC、SiC、TiC、MoSi2、Fe2O3、GeO2、Li2O、MnO、NiO、沸石、及它们的组合。例如，一个例子包括TiO2、SiO2、CeO2、ZnO、Al2O3和SnO2中的一个或多个。
按照另一个实施方式，制备石墨烯-陶瓷混杂涂层的方法包括：混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂，以制备包括石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂的分散体系；把第二非水基溶剂和陶瓷前体的混合溶液加入所述分散体系中，以制备混合物；使第二分散剂和水与所述混合物混合，以制备石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液；和用石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液涂覆基材。按照各个实施方式，通过用还原方法，还原氧化石墨烯、氧化石墨或者它们的混合物，形成石墨烯。还原方法可以选自常规还原方法，例如，可以是化学还原法、热还原法或者它们的组合。例如，可在例如肼的强碱下进行化学还原法，可在高温下在惰性气氛中进行热还原法。然而，据报告，通过还原氧化石墨烯、氧化石墨等而制备的RGO未完全除去表面上的一部分氧化基团。因而，由于相对于碳主链，氧含量(归因于表面上的氧化基团)通常小于或等于约5%，因此本发明的石墨烯(RGO)包括相对于碳主链小于或等于约5wt%的氧含量。
按照各个实施方式，混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂以制备分散体系的过程(本文也称为“第一过程”)是在混合石墨烯分散体系与陶瓷溶胶溶液之前单独分散石墨烯的过程。这有益于消除与亲水官能团，例如羧基(-COOH)或羟基(-OH)，形成氢键的水，并且有益于使石墨烯分散最大化。按照各个实施方式，在形成陶瓷溶胶时，溶胶可起到第一分散剂的作用。特别地，在混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂之后，准备分散体系的过程还可包括用非水基溶液冲洗生成物的过程、和处理所述生成物的机械分散过程。此外，在混合第一分散剂和第一非水基溶剂之后，所述方法可包括在机械分散处理之前，用非水基溶剂冲洗生成物。当用第一非水基溶剂进行冲洗时，生成物可以呈更适合于后续过程的形式。特别地，就后续过程来说，在冲洗过程中最好使用与第一非水基溶剂相同种类的非水基溶剂。按照各个实施方式，进行冲洗第一非水基溶剂的过程，以彻底除去吸附在石墨烯表面的水分(H2O)。该过程可以是简单的冲洗过程，或者可通过更复杂的程序进行，比如超声分散处理或者在超声分散处理之后进行该过程。可根据需要多次进行该冲洗过程。通过用非水基溶剂进行冲洗过程，在石墨烯的表面的水分消除的程度可对溶胶溶液的长时间稳定性具有有益的效果。于是，引入进行冲洗和/或冲洗度的方法可控制水分，从而可改善生成物性质。具体地，当水分被除去时，可以使溶胶稳定性效果最大化。
按照本发明的实施方式，在第一过程中，即使仅仅加入少量的水分，加入的水分也会降低溶胶稳定性。特别地，即使在石墨烯上吸附少量的水分，整个石墨烯-陶瓷混杂混合溶胶的稳定性也会显著降低，因为在与溶胶的界面存在严重的界面不稳定性。可以通过任何已知的方法，比如超声处理、搅拌、剪应力(剪切力)施加方法、利用均化器的方法、或者它们的组合，进行机械分散处理。此外，由于同时的利用分散剂的分散和利用机械分散处理的分散使分散达到最大化，因此能够保持分散稳定性，直到石墨烯以约为固体含量的5wt%的最大量，包含在第一石墨烯分散剂和非水基溶剂的混合物中为止。当形成陶瓷前体的网状物时(溶胶溶液的制备反应)，源于陶瓷前体、化学物质等的离子聚集在石墨烯上，从而把表面非均匀性降低到一定程度。
按照优选的实施方式，第一分散剂具体是聚乙二醇(PEG)、丙三醇、盐酸(HCl)、醋酸、甲酸、柠檬酸、聚合物、或者它们的组合。除了第一分散剂之外，还可包括一种或多种添加剂，比如聚乙二醇、丙三醇、葡萄糖、聚合物、和它们的混合物。此外，可以包括一种或多种其它添加剂，比如粘合剂分散剂、固化剂、聚合物、基于无机物的粉末等。按照优选的实施方式，第一非水基溶剂选自两亲性溶剂、除水之外的水溶性溶剂、非水溶性溶剂、极性溶剂、非极性溶剂、或者混合溶剂，具体地，IPA(异丙醇)、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙酰丙酮、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己酮、甲苯、氯仿、二氯代苯、二甲苯、三甲基苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲亚砜、或者它们的混合溶剂。
在向分散体系添加第二非水基溶剂和陶瓷前体的混合溶液以制备混合物的后续过程中，可以省略分散剂和/或添加剂。按照各个实施方式，可以添加第二非水基溶剂作为稀释溶剂或溶胶稳定溶剂。此外，第二非水基溶剂可以与第一非水基溶剂相同，可以同质或者异质，并且可以是混合溶剂。按照优选的实施方式，陶瓷前体可以选自异丙醇钛(TTIP)和原硅酸四甲酯(TMOS)。优选地，制备包括石墨烯及陶瓷前体的混合溶液的分散体系，以使它们被分别分散，然后被混合，以制备溶胶溶液。这允许陶瓷前体分子物质最大程度地分散和吸附在片状纳米结构(石墨烯)上，从而形成均匀的石墨烯-陶瓷溶胶溶液。
在使第二分散剂和水与所述混合物混合以制备用于石墨烯-陶瓷混杂组合物的涂层的溶胶溶液的下一过程中，第二分散剂可以是与第一分散剂相同的材料、或者不同的材料，并且可以是混合材料。例如，当第一分散剂是聚乙二醇时，第二分散剂可以是聚乙二醇或盐酸。
在制备用于石墨烯-陶瓷混杂组合物的涂层的溶胶溶液之后，用溶胶溶液涂覆基材以制备石墨烯-陶瓷混杂涂层。可以通过任何普通的涂覆方法进行该涂覆工艺，按照各个实施方式，具体地，用浸涂、旋涂、喷涂、刷涂、棒涂、流涂、辊涂或者它们的组合进行。按照优选的实施方式，涂覆方法是浸涂、旋涂或喷涂。例如，可以利用喷涂，进行按照本发明的一个实施方式的涂覆工艺，如图9中所示，而不管待涂覆的基材的种类或形状(例如，大面积、弯曲基材等)。然而，涂覆工艺并不局限于此。
按照本发明的另一个实施方式，提供一种利用上述制备方法制备的石墨烯-陶瓷混杂涂层。在按照上述制备方法制备的石墨烯-陶瓷混杂涂层中，石墨烯-陶瓷混杂涂层中的石墨烯含量最好约为石墨烯-陶瓷混杂涂层总重量的0.001wt%～1.8wt%。
另外，本发明包括把所述涂层应用于汽车前灯。特别地，归因于本发明的效果，例如如上所述的优异的导热性，这种涂层预期可抑制归因于导热性而由灯具发热引起的成雾。作为本发明的涂层的一种具体的工业应用，所述涂层可应用于汽车前灯的灯玻璃(PC弯曲基材)，以减少成雾问题。
下面，说明本发明的具体示例性实施方式。不过，具体示例性的实施方式仅仅用于更详细地举例说明本发明，不应被看作对本发明的限制。此外，在该领域中具备常识的本领域技术人员可充分理解未在本公开中说明的内容。
制备例1
氧化石墨烯的制备
在反应器中放入10g天然石墨和7.5g硝酸钠，随后边搅拌边缓慢加入621g96%的硫酸。在充分混合这3种材料之后，添加45g过氧化锰。由于过氧化锰有可能爆炸，并且当与强硫酸反应时产生热和气体，因此一点一点地在1小时内逐渐添加过氧化锰。在添加过氧化锰之后，在室温搅拌生成物，并反应4～6天。随后，加入1L5%的硫酸。由于该过程会产生大量的热和气体，因此适当冷却反应器，并在1小时内缓慢地添加硫酸，随后把生成物在室温下放置一天，同时进行搅拌。一天之后，缓慢地添加30g30%的过氧化氢，并反应2小时。为了除去合成产物中的大量硫酸和过氧化氢，反复进行冲洗和离心分离。如下进行该过程：进行离心分离以除去上清液，把按1:1的比例包括3%硫酸和0.5%过氧化氢的混合溶液加入剩余的沉淀物中，生成物充分搅拌和离心，并除去上清液。随后，把混合溶液加入剩余的沉淀物中并混合。重复这些过程15次，随后用水置换混合溶液5-6次，以获得含水氧化石墨烯(GO)浆料。
GO浆料通常是通过石墨烯的酸处理和纯化过程产生的材料，因此本发明的GO浆料可以是但不限于通常已知的片状氧化石墨烯或者氧化石墨。通常，含水GO浆料具有基于离心分离浆料的总重量的2～8wt%的固体含量。
制备例2
热还原的石墨烯的制备
通过在100℃下，真空干燥按照制备例1获得的含水氧化石墨烯浆料24小时，然后在600℃下，在N2气氛中对其热处理30分钟，制备还原的氧化石墨烯(RGO)。
制备例3
化学还原的石墨烯的制备
通过将肼加入按照制备例1获得的含水氧化石墨烯浆料中，使混合物反应24小时，并且离心分离/冲洗/干燥由此获得的沉淀物，制备还原的氧化石墨烯粉末。
实施例1
石墨烯-TiO2混杂溶胶溶液的制备
在500mL塑料瓶中放入按照制备例2制备的10mg热还原的石墨烯，向其中加入200ml IPA，再加入20g PEG，然后利用超声处理分散该混合物10分钟。向IPA分散的石墨烯(GP)分散体系中加入50ml乙酰丙酮，并向其中加入50ml TiO2陶瓷前体试剂(异丙醇钛(TTIP))，混合物搅拌30分钟以上以制备“反应物A”。搅拌使TTIP离子物质和化学物质充分均匀地接触GP片状结构的表面，从而提供在下一步骤中制备的溶胶的均匀性。向反应物A中加入150ml水、10g PEG(聚乙二醇)和1ml的HCl，混合物被均匀搅拌90分钟，以制备GP-TiO2混杂溶胶溶液。
石墨烯-TiO2混杂涂层的制备
在表面用等离子体处理的玻璃基材上，旋涂GP-TiO2混杂溶胶溶液(800rpm)。旋涂涂层在室温下真空干燥，并在180℃热处理1小时，从而形成GO-TiO2混杂涂层。这里，涂层的石墨烯含量(或者碳的含量)约为0.01-0.03wt%。
实施例2
石墨烯-TiO2混杂溶胶溶液的制备
在500mL塑料瓶中放入按照制备例2制备的10mg热还原的石墨烯，向其中加入150ml DMF，再加入15g PEG，然后利用超声处理分散该混合物10分钟。向分散在DMF中的GP分散体系加入50ml乙酰丙酮，向其中加入50ml异丙醇钛(TTIP)作为TiO2陶瓷前体试剂，混合物搅拌30分钟以上(反应物A)。该过程使TTIP离子物质和化学物质充分均匀地接触GP片状结构的表面，并提供在下一步骤中制备的溶胶的均匀性。向反应物A中加入150ml水、20gPEG(聚乙二醇)和1mlHCl，使混合物均匀反应(搅拌)90分钟，从而制备GP-TiO2混杂溶胶溶液。该混杂溶胶不被沉淀，而是无瑕疵地均匀地涂覆。
石墨烯-TiO2混杂涂层的制备
在表面用等离子体处理的玻璃基材上，旋涂GP-TiO2混杂溶胶溶液(800rpm)。旋涂涂层在室温下真空干燥，然后在180℃热处理1小时，从而形成GO-TiO2混合层。这里，涂层的石墨烯含量(或者碳的含量)约为0.01-0.03%。
实施例3
石墨烯-TiO2混杂溶胶溶液的制备
在500mL塑料瓶中放入按照制备例3制备的15mg化学还原的石墨烯制剂，向其中加入150ml IPA，再加入20g PEG，然后利用超声处理分散该混合物10分钟。另外向分散在IPA中的GP分散体系加入70ml IPA、30ml DMF和50ml乙酰丙酮，向其中加入50ml异丙醇钛(TTIP)作为TiO2陶瓷前体试剂，混合物被搅拌30分钟以上以制备“反应物A”。该过程使TTIP离子物质和化学物质充分均匀地接触GP片状结构的表面，并提供在下一步骤中制备的溶胶的均匀性。向反应物A中加入150ml水、20g PEG(聚乙二醇)、0.7ml HCl、0.3ml醋酸和0.5ml柠檬酸，使混合物均匀反应(搅拌)90分钟，从而制备GP-TiO2混杂溶胶溶液。该混杂溶胶不被沉淀，而是无瑕疵地均匀地涂覆。
石墨烯-TiO2混杂涂层的制备
在表面用等离子体处理的PC(聚碳酸酯)基材上，喷涂GP-TiO2混杂溶胶溶液，在50℃下真空干燥喷涂涂层，并通过利用IR灯反复施加瞬间的热冲击在表面热处理喷涂涂层。在300℃进行热处理，并且照射时间为3秒，反复进行该处理。当基材的温度充分降低到室温时，进行重复处理。这里，水冷(或者空气冷却)基材的下部，以使基材的温度小于100℃。
实施例4
石墨烯-SiO2混杂溶胶溶液的制备
在500mL塑料瓶中放入按照制备例3制备的15mg化学还原的石墨烯，向其中加入150ml IPA，再加入10g PEG，然后利用超声处理分散该混合物10分钟。向其中加入100ml乙醇，随后加入10mlTMOS(原硅酸四甲酯)，所得混合物被搅拌30分钟以上。此时，TMOS尚未变成溶胶，并均匀地接触GP的界面。向溶液中加入50ml水和3gPEG，混合物被搅拌1小时，从而制备GP-SiO2混杂溶胶溶液。
石墨烯-SiO2混杂涂层的制备
在表面用等离子体处理的玻璃基材上喷涂GP-SiO2混杂溶胶溶液，喷涂涂层在80℃，在氮气氛下真空干燥，并在300℃热处理3小时。这里，获得的混杂层的GP含量(碳的含量)约为1.8%。
比较例1(陶瓷溶胶)
通过利用50ml IPA，向其中加入50ml异丙醇钛(TTIP)作为TiO2陶瓷前体试剂，搅拌混合物30分钟以上，向其中加入10ml水、10gPEG(聚乙二醇)和1ml HCl，随后均匀反应(搅拌)所得混合物90分钟，制备TiO2溶胶溶液。
比较例2(简单混合)
通过利用50ml乙酰丙酮，向其中加入50ml异丙醇钛(TTIP)作为TiO2陶瓷前体试剂，搅拌混合物30分钟以上，向其中加入10ml水、10g PEG(聚乙二醇)和1ml HCl，随后均匀反应(搅拌)所得混合物90分钟，制备TiO2溶胶溶液。向TiO2溶胶溶液中加入按照制备例2制备的10mg石墨烯，从而获得物理上简单的混合物。
评估1：用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液的均匀性(稳定性)
通过检查图3所示的每种溶胶溶液的照片，评估按照本发明的一个实施方式的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液(C)和按照比较例2通过简单混合石墨烯分散体系和陶瓷溶胶溶液而制备的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液(B)的均匀性(稳定性)
特别地，图3是展示与按照比较例1和2的溶胶溶液相比的按照一个实施方式的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液的稳定性和均匀性的照片。图3(A)表示按照比较例1的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液，图3(B)表示按照比较例2的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液。图3(C)表示按照本发明的一个实施方式的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液。
参见图3(B)，按照比较例2的作为简单混合物制备的溶胶溶液显示出两个严重问题。(1)石墨烯分散体系疏水，并且未很好地与溶胶溶液混合，因而主要漂浮在溶胶溶液之上，结果在溶胶溶液中形成不均匀分散。(2)在分散石墨烯分散体系和溶胶溶液的混合溶液的超声处理步骤中，吸附在石墨烯表面的水分与溶胶具有界面反应(水分在界面显示出最大化的集中)，极大地降低界面性质，石墨烯分散体系和溶胶溶液的混合溶液变得浑浊，并且其中产生沉淀物。裸眼检查浑浊度，以与纯溶胶溶液(A)比较。另一方面，按照本发明的一个实施方式的用于石墨烯-TiO2混杂涂层的溶胶溶液均匀，如图3(C)中所示，这种均匀的溶液对由此形成的涂层的均匀性和稳定性具有积极的影响。均匀性和稳定性是本发明的固有效果，其不能从常规的简单混合溶液获得。
评估2：石墨烯-陶瓷混杂涂层的均匀性
通过如图4中所示，分别在PC(聚碳酸酯)基材上旋涂每种溶胶溶液，评估按照本发明的一个实施方式的石墨烯-陶瓷混杂涂层和按照比较例2通过简单混合石墨烯分散体系和陶瓷溶胶溶液而形成的石墨烯-陶瓷混杂涂层的均匀性。
图4是展示按照一个实施方式和比较例2的石墨烯-陶瓷混杂涂层的均匀性的照片。图4(A)表示按照比较例2的涂层，而图4(B)表示按照本发明的一个实施方式的涂层。如图所示，尽管在图4(A)中，涂层不均匀或者剥落，但是按照本发明的一个实施方式的涂层显示出优异的均匀性和透明性，如图4(B)中所示。
评估3：用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液的储存稳定性
通过制备两份溶胶溶液，在一种情况下，用非水基溶剂冲洗所述溶胶溶液，在另一种情况下，不用非水基溶剂冲洗所述溶胶溶液，然后把这两份溶液在冰箱中存放3天，评估按照本发明的一个实施方式的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液的储存稳定性。
图5是展示按照本发明的一个实施方式的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液的储存稳定性的照片。图5(A)表示按照本发明的一个实施方式，通过不止一次地用非水基溶剂分散和冲洗石墨烯而制备的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液，图5(B)表示按照本发明的另一个实施方式，不用非水基溶剂分散和冲洗石墨烯而制备的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液。即使当制备时，归因于吸附水分的少量差异，用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的这两份溶胶溶液未表现出取决于冲洗处理的稳定性差异，参见图5，被冲洗不止一次的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液在储存稳定性方面优异，如图5A中所示。该结果表明本发明可提供储存稳定性改善的用于石墨烯-陶瓷混杂涂层的溶胶溶液。
图6是通过评估溶液的浑浊度和沉淀、以及涂层的稳定性和长期储存稳定性，基于常规方法和本发明的原理的比较，表示本发明的原理的示图。参见图6，当包含在石墨烯-陶瓷混杂层中的石墨烯含量在0.001wt%～1.8wt%的范围中时，按照实施例1的石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液在一定程度上保持安全性。另一方面，当包含在石墨烯-陶瓷混杂层中的石墨烯含量低于0.001wt%时，石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液表现出急剧恶化的安全性。
评估4：石墨烯-陶瓷混杂涂层的透明性
利用UV-Vis分光光度计(JASCO，V-530)测量石墨烯-SiO2混杂涂层的透明性，图7中提供了结果。参见图7，在550nm波长下，石墨烯-SiO2混杂涂层表现出81%的透光率，并且这里，在1100nm的厚度下，石墨烯-SiO2混杂涂层包含0.5wt%的石墨烯。
评估5：石墨烯-陶瓷混杂涂层的导热性
通过利用自制的导热性测量设备，评估按照本发明制备的透明石墨烯-陶瓷混杂涂层的导热性。
图8是图解说明按照一个实施方式评估石墨烯-陶瓷混杂涂层的导热性的设备和方法的照片和视图。特别地，图8(A)中图解说明用于评估石墨烯-陶瓷混杂涂层的导热性的设备。通过利用卤素灯作为加热源103(加热形状：直径5cm的圆)，把在PC(聚碳酸酯)基材100(尺寸为10cm×10cm，厚度2mm)的中心102的热电偶(TC2)加热到120℃，同时，测量基材的基材边缘温度TC1101的测量点的温度。图8(B)是表示卤素灯加热源的照片，图8(C)是表示把TC1和TC2附着在基材上的过程的照片。
利用图8中的设备，作为比较和检查PC裸基材、用纯溶胶溶液形成的陶瓷溶胶涂层、和按照本发明的一个实施方式的石墨烯-陶瓷混杂涂层的结果，与在涂覆以石墨烯-TiO2陶瓷混杂涂层之前的基材相比，包括0.1%石墨烯的1000nm厚基材表现出大于或等于约4倍的改善的表面导热性。另外，与涂覆以按照比较例1的陶瓷溶胶溶液的基材相比，包括0.1%石墨烯的1000nm厚基材表现出大于或等于约2倍的改善的表面导热性。
尽管结合目前认为实际的示例性实施方式说明了本发明，不过应明白，本发明并不局限于公开的实施方式，相反，本发明意图覆盖包含在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同设置。
Claims (9)
1.一种制备石墨烯-陶瓷混杂涂层的方法，包括：
混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂，以制备包括石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂的分散体系；
向所述分散体系中添加第二非水基溶剂和陶瓷前体的混合溶液，以制备混合物；
使第二分散剂和水与所述混合物混合，以制备石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液；和
用所述石墨烯-陶瓷混杂溶胶溶液涂覆基材，
所述第一分散剂和所述第二分散剂各自独立地选自聚乙二醇、丙三醇、盐酸、醋酸、甲酸、柠檬酸、和它们的组合。
2.如权利要求1所述的方法，其中制备所述分散体系的过程还包括在混合石墨烯、第一分散剂和第一非水基溶剂之后，进行机械分散处理。
3.如权利要求2所述的方法，其中在混合第一分散剂和第一非水基溶剂之后，所述方法还包括在所述机械分散处理之前用非水基溶剂冲洗生成物。
4.如权利要求2所述的方法，其中通过超声处理、搅拌、剪切力施加方法、利用均化器的方法、或者它们的组合，进行所述机械分散处理。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一非水基溶剂和所述第二非水基溶剂各自独立地选自两亲性溶剂、除水之外的水溶性溶剂、非水溶性溶剂、极性溶剂、非极性溶剂、和它们的组合。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第一非水基溶剂和所述第二非水基溶剂各自独立地选自异丙醇、乙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙酰丙酮、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己酮、甲苯、氯仿、二氯代苯、二甲苯、三甲基苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲亚砜、和它们的组合。
7.如权利要求1所述的方法，其中制备所述分散体系的过程还包括添加选自聚乙二醇、丙三醇、葡萄糖、粘合剂、和它们的组合的一种或多种添加剂。
8.如权利要求1所述的方法，其中基于包括石墨烯、第一分散剂和非水基溶剂的混合物的固体含量，以0.001wt％～5wt％的量分散所述石墨烯。
9.如权利要求1所述的方法，其中通过浸涂、旋涂、喷涂、刷涂、棒涂、流涂、辊涂或者它们的组合进行涂覆工艺。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2013-0125885 | 2013-10-22 | ||
| KR20130125885A KR101510805B1 (ko) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | 그래핀-세라믹 하이브리드 코팅막, 및 이의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104559348A CN104559348A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104559348B true CN104559348B (zh) | 2018-09-04 |
Family
ID=52775207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310751721.1A Active CN104559348B (zh) | 2013-10-22 | 2013-12-31 | 石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9527773B2 (zh) |
| KR (1) | KR101510805B1 (zh) |
| CN (1) | CN104559348B (zh) |
| DE (1) | DE102013227201B4 (zh) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9663400B2 (en) * | 2013-11-08 | 2017-05-30 | Corning Incorporated | Scratch-resistant liquid based coatings for glass |
| TWI535653B (zh) * | 2014-04-30 | 2016-06-01 | 國立臺灣大學 | 利用電漿處理石墨烯之裝置與方法、及其應用 |
| CN105839084B (zh) * | 2015-07-08 | 2018-06-29 | 北京工业大学 | 一种多孔WO3/rGO复合薄膜的Sol-Gel配制方法 |
| KR101765586B1 (ko) | 2015-08-25 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 그래핀 함유 유-무기 하이브리드 코팅막, 및 이의 제조 방법 |
| KR101765585B1 (ko) * | 2015-08-25 | 2017-08-07 | 현대자동차 주식회사 | 세라믹 하이브리드 코팅막, 세라믹 하이브리드 다층 코팅막, 및 이의 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 자동차 헤드램프 |
| US10971717B2 (en) * | 2015-11-19 | 2021-04-06 | Tdk Corporation | Positive electrode active material, positive electrode, and lithium ion secondary battery |
| TWI558662B (zh) * | 2015-12-29 | 2016-11-21 | 義守大學 | 石墨烯複合膜的製備方法 |
| KR101780241B1 (ko) | 2016-10-18 | 2017-09-21 | 충남대학교산학협력단 | 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물 |
| CN106518083B (zh) * | 2016-10-20 | 2019-10-18 | 北京理工大学 | 一种导热各向异性的SiC复合陶瓷块体材料及制备方法 |
| CN107245281B (zh) * | 2017-07-26 | 2019-05-31 | 炫杰复合材料（上海）有限公司 | 一种铜离子自灭菌内墙涂料及其制备方法 |
| CN108299878A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-07-20 | 江苏金仕达汽配科技有限公司 | 一种水性中温抗锻件氧化石墨烯保护涂料及其制备方法 |
| CN108588779A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-28 | 兰州理工大学 | 一种钢铁材料表面复合涂层及其制备方法 |
| CN109824980B (zh) * | 2019-02-21 | 2021-10-26 | 福建工程学院 | 一种还原氧化石墨烯改性竹纤维/聚丙烯复合材料的制备方法 |
| CN111254429A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-06-09 | 远科秦皇岛节能环保科技开发有限公司 | 一种燃气涡轮叶片石墨烯涂层薄膜及其制备方法 |
| CN112341174A (zh) * | 2020-07-23 | 2021-02-09 | 王誉富 | 一种具有保健功能的功能陶瓷及其制备方法 |
| CN115611619B (zh) * | 2022-10-26 | 2023-07-11 | 娄底市海天特种陶瓷有限公司 | 一种温控器陶瓷材料及其制备方法 |
| CN116676000A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-01 | 安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司 | 散热涂料及其制备方法和发热装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120039106A (ko) * | 2010-10-15 | 2012-04-25 | 주식회사 썬닉스 | 방열코팅용 조성물 및 이를 이용한 반도체 제조 장치 |
| KR20120039799A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 한국전기연구원 | 환원그래핀의 안정적 분산용액 제조방법 및 이에 의해 제조된 환원그래핀 분산용액 |
| CN102631910A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-15 | 中国海洋石油总公司 | 一种稳定的石墨烯/氧化钛复合纳米溶胶及其制备方法 |
| CN103021574A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 上海交通大学 | 一种石墨烯/无机半导体复合薄膜及其制备方法 |
| CN103275542A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-09-04 | 宁波墨西科技有限公司 | 一种石墨烯无机涂料及其使用方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6828015B2 (en) * | 2002-02-08 | 2004-12-07 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Composite containing thin-film particles having carbon skeleton, method of reducing the thin-film particles, and process for the production of the composite |
| US7658901B2 (en) * | 2005-10-14 | 2010-02-09 | The Trustees Of Princeton University | Thermally exfoliated graphite oxide |
| US8574681B2 (en) * | 2007-05-14 | 2013-11-05 | Northwestern University | Ceramic composite thin films |
| US8257867B2 (en) | 2008-07-28 | 2012-09-04 | Battelle Memorial Institute | Nanocomposite of graphene and metal oxide materials |
| KR101059226B1 (ko) | 2009-02-26 | 2011-08-31 | 대한민국(문화체육관광부 게임물등급위원회장) | 아케이드 게임기의 운영정보 판독장치 및 판독방법 |
| KR20100114646A (ko) | 2009-04-16 | 2010-10-26 | 서강대학교산학협력단 | 초임계 이산화탄소를 이용하는 분말 사출 성형체의 탈지 방법 |
| KR20110012479A (ko) | 2009-07-30 | 2011-02-09 | 주식회사 케이티 | 방화벽 관리 장치 |
| KR101198186B1 (ko) | 2010-10-06 | 2012-11-12 | 한국과학기술원 | 그래핀 하이브리드 물질 및 이의 제조방법 |
| KR101211949B1 (ko) | 2010-11-17 | 2012-12-18 | 성균관대학교산학협력단 | 하이브리드 복합체 및 이의 제조방법 |
| TWI424957B (zh) | 2010-12-08 | 2014-02-01 | Taiwan Textile Res Inst | 石墨烯／奈米二氧化鈦複合物及其製備方法 |
| KR101227600B1 (ko) | 2011-02-11 | 2013-01-29 | 서울대학교산학협력단 | 그래핀-나노와이어 하이브리드 구조체에 기반한 광센서 및 이의 제조방법 |
| US9012522B2 (en) | 2011-06-15 | 2015-04-21 | Massachusetts Institute Of Technology | Foams of graphene, method of making and materials made thereof |
| KR101355541B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2014-01-27 | 한국과학기술원 | 그래핀/세라믹 나노복합분말 및 그의 제조방법 |
| KR20130125885A (ko) | 2012-05-10 | 2013-11-20 | 다우테크(주) | 경량화 멀티 이젝터 |
| US20140299820A1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-10-09 | Michael Harandek | Graphene nanoparticles as conductive filler for resistor materials and a method of preparation |
-
2013
- 2013-10-22 KR KR20130125885A patent/KR101510805B1/ko active IP Right Grant
- 2013-12-30 US US14/144,184 patent/US9527773B2/en active Active
- 2013-12-30 DE DE102013227201.4A patent/DE102013227201B4/de active Active
- 2013-12-31 CN CN201310751721.1A patent/CN104559348B/zh active Active
-
2016
- 2016-11-29 US US15/363,815 patent/US20170073563A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120039106A (ko) * | 2010-10-15 | 2012-04-25 | 주식회사 썬닉스 | 방열코팅용 조성물 및 이를 이용한 반도체 제조 장치 |
| KR20120039799A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 한국전기연구원 | 환원그래핀의 안정적 분산용액 제조방법 및 이에 의해 제조된 환원그래핀 분산용액 |
| CN102631910A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-08-15 | 中国海洋石油总公司 | 一种稳定的石墨烯/氧化钛复合纳米溶胶及其制备方法 |
| CN103021574A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-04-03 | 上海交通大学 | 一种石墨烯/无机半导体复合薄膜及其制备方法 |
| CN103275542A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-09-04 | 宁波墨西科技有限公司 | 一种石墨烯无机涂料及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20170073563A1 (en) | 2017-03-16 |
| US9527773B2 (en) | 2016-12-27 |
| DE102013227201B4 (de) | 2019-09-12 |
| DE102013227201A1 (de) | 2015-04-23 |
| US20150110972A1 (en) | 2015-04-23 |
| CN104559348A (zh) | 2015-04-29 |
| KR101510805B1 (ko) | 2015-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104559348B (zh) | 石墨烯-陶瓷混杂涂层及其制备方法 | |
| US9540525B2 (en) | Graphene oxide-ceramic hybrid coating layer, and method for preparing the same | |
| CN106479232B (zh) | 含有石墨烯的涂层膜及其制备方法 | |
| JP6286497B2 (ja) | 太陽電池用のグラフェン電極 | |
| Tong et al. | Graphene based materials and their composites as coatings | |
| Aqeel et al. | TiO2@ RGO (reduced graphene oxide) doped nanoparticles demonstrated improved photocatalytic activity | |
| EP2221349B1 (en) | Process for producing fine particles of surface treated zinc oxide, fine particles of surface treated zinc oxide, dispersion liquid and dispersion solid of the fine particles of surface treated zinc oxide, and base material coated with fine particles of zinc oxide | |
| WO2015190432A1 (ja) | 積層体およびその製造方法 | |
| EP2754639B1 (en) | Porous silica-carbon composite body and method for producing same | |
| JP2007517760A (ja) | カーボンナノチューブペーストおよび使用方法 | |
| EP2570462A1 (en) | Method of producing graphene layers and paste comprising graphene nanoplatelets | |
| CN115279826B (zh) | 浅颜色导电涂料 | |
| KR20170024379A (ko) | 산화 그래핀 함유 유-무기 하이브리드 코팅막, 및 이의 제조 방법 | |
| JP3380511B2 (ja) | カーボン被覆多孔質シリカ粉末、その製造方法及び該粉末を含有する導電性樹脂組成物 | |
| Jaber-Ansari et al. | Solution-processed graphene materials and composites | |
| Zhang et al. | A synthesis of graphene quantum dots/hollow TiO 2 nanosphere composites for enhancing visible light photocatalytic activity | |
| KR20210054405A (ko) | 그래핀옥사이드-탄소나노튜브 복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 시멘트 페이스트 | |
| KR20130079983A (ko) | 산화지르코늄 나노입자와 이의 히드로졸 및 산화지르코늄 나노입자를 제조하기 위한 조성물 및 방법 | |
| CN106984335B (zh) | 一种CdS/GE/Fe2O3复合光催化剂的制备方法 | |
| TW202302456A (zh) | 層狀聚矽酸鹽化合物之剝離粒子分散液，及其製造方法 | |
| CN109331803B (zh) | 二氧化钛-石墨烯复合材料及其在光触媒纳米溶胶中的应用 | |
| Hamid et al. | Nitrophenol compounds photoreduction by MnO2/ZnO thin film with impact on reducing agents | |
| TWI835373B (zh) | 碳奈米結構組合物、其製備方法和用途 | |
| Roy et al. | Emerging advances in rubber technology by the suitable application of sol-gel science and technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |