本发明属于纳米薄膜制备领域，涉及一种石墨烯纳米薄膜的制备方法，尤其涉及一种在光伏电池eva封装胶膜表面制备石墨烯纳米薄膜的方法。
背景技术：
乙烯－醋酸乙烯酯(ethylene-vinylacetatecopolymer,eva)是一种支化度高的无规共聚物，由乙烯单体和醋酸乙烯单体共聚而成。eva具有优良的弹性、柔韧性、耐冲击性、填料相容性和热密封性，且具有良好的耐应力开裂性、耐低温性、化学稳定性及无毒等特点，使其广泛地应用于薄膜制品、发泡材料、电线电缆、制鞋、光伏电池封装胶膜以及热熔胶等领域。
光伏电池封装用eva是以eva(醋酸乙烯含量为30-33％)为基料，辅以数种改性剂，经成膜设备热轧成eva薄膜型产品。eva薄膜在太阳能电池封装过程中受热，产生交联反应，属热固性的热熔胶膜。固化后的胶膜具有相当高的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性及耐老化性能。作为光伏电池封装胶膜，eva胶膜主要是起粘结密封作用，即将硅晶片包封，并与上层保护玻璃、下层保护材料tpt(聚氟乙烯复合膜)粘合为一体，构成太阳电池组件。同时，还能起到对玻璃的增透作用，有利于太阳电池光电转换效率的提高。
石墨烯(graphene)是一种二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学及力学特性。它在常温下的杨氏模量高达1.0tpa，断裂强度高达130gpa，导热系数高达5300w/m·k，电子迁移率超过1500cm2/v·s，电阻率约为10-8q·m。石墨烯常作为纳米级填充料广泛应用于聚合物改性。研究表明，聚合物基材添加石墨烯后，可以有效提高聚合物基材的力学、电学和热学性能。但石墨烯化学惰性强，分散性较差，易团聚，在绝大部分溶剂中不溶，湿润性能差，很难与基体材料形成有效粘结。为了提高石墨烯的分散性并增加其与基体界面的结合力，必须通过对石墨烯的表面改性等方法。
目前，石墨烯在eva中的使用主要通过制备复合材料的形式，加工方法是用物理或化学方法将石墨和eva共混，制成复合材料，最后熔融拉制成膜。肖淑娟等将石墨烯的二甲苯溶液加入到eva的二甲苯溶液中，机械搅拌及超声震荡，得到eva/石墨烯复合材料(肖淑娟，于守武，谭小耀.eva/石墨烯复合材料的制备及性能研究[j].化学世界，2015，8，501-505.)。赵立平等一种原位聚合制备eva/石墨烯复合材料的方法，该方法采用机械分散法使石墨烯与醇洛剂充分混合，然后加入醋酸乙烯脂和引发剂溶液，充分搅拌均匀，使醋酸乙烯脂和引发剂吸附并嵌入在石墨烯表面，通入乙烯，采用溶液聚合原位制备eva/石墨烯复合材料(见公开号为cn105504125a的中国发明专利申请)。研究表明：物理混合达不到理想的分散效果，而且物理混合中石墨烯在材料温度升高等环境发生变化后，易重新出现团聚现象。化学复合的难点在于复合过程相当复杂，不易控制，成本较高，很难真正实现工业化应用。因此，石墨烯在eva中应用需要一种简便易行、成本较低的、可供工业操作的制备方法。尚未见在eva表面制备石墨烯复合纳米薄膜的报道，为石墨烯在eva材料中应用开辟了一条新的路径。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在光伏电池eva胶膜表面制备石墨烯纳米薄膜的方法。该方法可实现石墨烯分散均匀并固定在eva胶膜表面，有利于保持石墨烯的纳米特性，发挥其导电导热性能，提高eva胶膜的使用寿命，而且工艺简单，操作方便，是一种有效、易实施的方法。
本发明的方法具体包括如下步骤：1)制备各种醇为溶剂的硅烷偶联剂溶液。在醇溶剂中加入硅烷偶联剂，按照体积百分比由以下组成：醇溶剂98％-99.5％，硅烷偶联剂0.5％-2％。充分搅拌使之混合均匀；2)制备石墨烯悬浮液。在硅烷偶联剂溶液中按0.1～0.2mg/ml的比例加入石墨烯，超声分散1-3小时，得到石墨烯悬浮液；3)涂覆。将上述石墨烯悬浮液喷涂或旋涂到eva封装胶膜表面后干燥、固化；4)热压。对eva封装胶膜表面附有的纳米薄膜进行热压处理。这样就得到表面沉积有石墨烯纳米薄膜的eva胶膜。
本发明所述的石墨烯包括氧化石墨烯、含羟基、羧基和氨基的功能化石墨烯。
本发明所述的硅烷偶联剂为kh550、z6032、z6030、z6020的一种或两种复配。
本发明所述的所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、叔丁醇中的一种或两种复配。
本发明工艺方法简单，成本低，反应条件较为温和，适合大规模工业化应用,且对环境无污染。石墨烯能得到充分的分散，以醇为溶剂，在eav封装胶膜表面喷涂或旋涂更均匀，降低了烘干温度、减少了烘干时间，在烘干过程中石墨烯不会发生再团聚现象，薄膜不易脱落，可长期使用，更有利于发挥石墨烯的导热、导电性能。选用适量的硅烷偶联剂作为改性剂和粘结剂，有利于石墨烯的分散和固定，使石墨烯纳米薄膜不易脱落，可长期使用。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述，实施例是对本发明技术特征的支持，而不是限定。
实施例1：
1)在98ml乙醇溶剂中分别加入1ml硅烷偶联剂kh550和1mlz6020，充分搅拌使之混合均匀，得到kh550-z6020/乙醇溶液；
2)在步骤1中加入20mg加入石墨烯，超声分散2小时，得到石墨烯悬浮液；
3)涂覆:将上述步骤2中的石墨烯悬浮液喷涂到eva封装胶膜表面后干燥、固化；
4)热压:对上述步骤3中表面附有的石墨烯薄膜的eva封装胶膜进行热压处理，这样就得到表面沉积有石墨烯纳米薄膜的eva封装胶膜。
实施例2：
1)在99ml甲醇溶剂中加入1mlz6032硅烷偶联剂，充分搅拌使之混合均匀，得到kh570/甲醇溶液；
2)在步骤1中加入10mg加入石墨烯，超声分散1小时，得到石墨烯悬浮液；
3)涂覆:将上述石墨烯悬浮液旋涂到eva封装胶膜表面后干燥、固化；
4)热压:对eva封装胶膜表面附有的纳米涂层进行热压处理。这样就得到表面沉积有石墨烯纳米薄膜的eva封装胶膜。
实施例3：
1)在99.5ml丙醇溶剂中加入0.5mlz6030硅烷偶联剂，充分搅拌使之混合均匀，得到kh550/丙醇溶液；
2)在步骤1中加入15mg加入石墨烯，超声分散1.5小时，得到石墨烯悬浮液；
3)涂覆:将上述石墨烯悬浮液旋涂到eva封装胶膜表面后干燥、固化；
4)热压:对eva封装胶膜表面附有的纳米涂层进行热压处理。这样就得到表面沉积有石墨烯纳米薄膜的eva封装胶膜。