纳米复合材料膜片的涂装制备方法

摘要

本发明提供了一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法，包括以下步骤：将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，进行融合制成导电浆；将导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片。本发明制作的纳米复合材料膜片，以柔性膜片为基底，可以保障纳米复合材料膜片的柔韧性强度，使得制作成的纳米复合材料膜片不容易毁损，从而可以满足制作保健或理疗产品的需要；采用涂装导电浆方式，可以保障产品的导电性能，还可以将两者牢固结合，不易脱落，保障产品使用寿命。

权利要求

1.一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S100将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，进行融合制成导电浆；

S200将导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片；

还包括：

拍摄纳米复合材料膜片的表面图像，对表面图像进行中值滤波处理；

将经中值滤波处理后的表面图像切割成m×n块图像碎片，并标示各图像碎片对应表面图像上的坐标；

提取图像碎片的像素值，采用以下公式计算各图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差：

上式中，δij表示坐标为(i，j)的图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差；

wij表示坐标为(i，j)的图像碎片的像素值；m表示表面图像切割后在纵坐标方向排列的图像碎片数量；n表示表面图像切割后在横坐标方向排列的图像碎片数量；

通过计算出的偏差与设定的筛选值进行比对，筛选出存在异常的图像碎片及其对应表面图像上的坐标，然后对筛选出的表面图像坐标对应的纳米复合材料膜片位置补充进行导电浆涂装。

2.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，在S100步骤中，所述溶剂采用二元酸酯混合物，所述二元酸酯混合物的材料成分 包括琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯，且琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯的质量混合比为1：1：1。

3.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，在S100步骤中，所述导电浆的材料成分 石墨烯和磷烯的摩尔比为3～4：1，或者纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉的质量比为900～950：2：5。

4.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，在S200步骤中，所述柔性膜片采用聚酯基板制作。

5.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，在S100步骤中，在融合制成导电浆的过程中进行温度控制，采用以下公式计算热量需求：上式中，Q需表示融合制成导电浆的过程中的热量需求；k皿表示融合用器皿材质的传热系数；A皿表示融合用器皿材质的传热面积；t内表示融合用器皿的内部温度；t外表示融合用器皿外部的环境温度；N表示融合制成导电浆的材料成分 数量；Ck表示第k种材料成分 的比热；Mk表示第k种材料成分 的质量；t工表示设定的融合制成导电浆的工艺温度；tk表示第k种材料成分 的初始温度；T设表示达到工艺温度的设定时长；

根据热量需求控制热量供应。

6.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，对表面图像进行中值滤波处理时，采用以下公式进行中值滤波：P(x)＝med{w(x‑ε)，(ε∈W)}上式中，P()表示中值滤波处理后的表面图像；w()表示中值滤波处理前的表面图像；x表示表面图像坐标值；W表示二维滑动模板；ε表示二维滑动模板中的5*21的二维滑动模块矩阵区域。

7.根据权利要求1所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，所述柔性膜片上采用激光光刻构建控制电路，所述控制电路用于纳米复合材料膜片的导电控制。

8.根据权利要求1‑7中任意一项所述的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，其特征在于，在所述纳米复合材料膜片内封装RFID芯片，所述RFID芯片内含纳米复合材料膜片的产品信息，产品信息包括但不限于产品编号、制作日期、生产厂家和生产地。

说明书

纳米复合材料膜片的涂装制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及理疗保健和纳米复合材料膜片制作技术领域，特别涉及一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法。

背景技术

[0002] 石墨烯材料的发现以其超导特性一直被广泛应用于很多领域，基于基尔霍夫的黑体理论发展，英国曼彻斯特大学教授安德烈˙海姆指出将石墨烯与其他材料进行整合，能够
使石墨烯具备更多的特性，其中就包括了产生稳定波长辐射的优良“黑体”材料，这为以石
墨烯为基体制备纳米复合物材料的研究奠定了理论基础，并且拓展了石墨烯的应用。

[0003] 石墨烯复合材料在通电时会释放出6～14微米的红外波，且峰值与人体波长接近，配合特制中药，有促进细胞膜运动性和流动性，增强机体新陈代谢。有些应用情况需要用到
石墨烯复合材料制作成的纳米复合材料膜片，例如理疗垫、保健垫和保健床垫等。但是这种
纳米复合材料膜片的柔韧性强度往往不能满足保健或理疗的使用要求。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法，包括以下步骤：

[0005] S100将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，进行融合制成导电浆；

[0006] S200将导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片。

[0007] 可选的，在S100步骤中，所述溶剂采用二元酸酯混合物，所述二元酸酯混合物的材料成份包括琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯，且琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯
和已二酸二甲酯的质量混合比为1：1：1。

[0008] 可选的，在S100步骤中，所述导电浆的材料成份石墨烯和磷烯的摩尔比为3～4：1，或者纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉的质量比为900～950：2：5。

[0009] 可选的，在S200步骤中，所述柔性膜片采用聚酯基板制作。

[0010] 可选的，在S200步骤中，所述导电浆的涂装采用印刷工艺方式，具体如下：

[0011] S210将洁净的柔性膜片置于钢网印刷平台上，下端面形成PET_X膜；

[0012] S220所述机械手臂将柔性甩尾电路板贴于所述PET_X膜之上，柔性甩尾电路板背面带胶，导电的金手指一面朝上；进入静电吸附设备，设备会在所述PET_X膜和PET_Y膜上分
布均匀的静电；

[0013] S230进入钢网印刷平台的印刷区，钢网区直接通过机械升降装置直接下降并覆盖于所述PET_X膜和PET_Y膜的表面，紧密贴合其表面，不留空隙；所属钢网区的上方均匀喷淋
导电浆，静至15秒至1分钟的时间，使得导电浆透过钢网区的缝隙均匀分布于所述PET_X膜
和PET_Y膜上，导电浆均匀吸附在PET_X膜和PET_Y膜之上，形成厚度在10‑15um的导电浆；

[0014] S240通过升降装置升起钢网，所述PET_X膜和PET_Y膜进入加热烧结区，控制所述加热烧结区的温度在120‑150℃，时间控制在30秒，导电浆将烧固化，即得到柔性的纳米复
合材料膜片。

[0015] 可选的，拍摄纳米复合材料膜片的表面图像，对表面图像进行中值滤波处理；

[0016] 将经中值滤波处理后的表面图像切割成m×n块图像碎片，并标示各图像碎片对应表面图像上的坐标；

[0017] 提取图像碎片的像素值，采用以下公式计算各图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差：

[0018]

[0019] 上式中，δij表示坐标为(i，j)的图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差；wij表示表示坐标为(i，j)的图像碎片的像素值；m表示表面图像切割后在纵坐标方向
排列的图像碎片数量；n表示表面图像切割后在横坐标方向排列的图像碎片数量；

[0020] 通过计算出的偏差与设定的筛选值进行比对，筛选出存在异常的图像碎片及其对应表面图像上的坐标，然后对筛选出的表面图像坐标对应的纳米复合材料膜片位置补充进
行导电浆涂装。

[0021] 可选的，在S100步骤中，在融合制成导电浆的过程中进行温度控制，采用以下公式计算热量需求：

[0022]

[0023] 上式中，Q需表示融合制成导电浆的过程中的热量需求；k皿表示融合用器皿材质的传热系数；A皿表示融合用器皿材质的传热面积；t内表示融合用器皿的内部温度；t外表示融合
用器皿外部的环境温度；N表示融合制成导电浆的材料成份数量；Ck表示第k种材料成份的
比热；Mk表示第k种材料成份的质量；t工表示设定的融合制成导电浆的工艺温度；tk表示第k
种材料成份的初始温度； T设表示达到工艺温度的设定时长；

[0024] 根据热量需求控制热量供应。

[0025] 可选的，对表面图像进行中值滤波处理时，采用以下公式进行中值滤波：

[0026] P(x)＝med{w(x‑ε)，(ε∈W)}

[0027] 上式中，P()表示中值滤波处理后的表面图像；w()表示中值滤波处理前的表面图像；x表示表面图像坐标值；W表示二维滑动模板；ε表示二维滑动模板中的5*21的二维滑动
模块矩阵区域。

[0028] 可选的，所述柔性膜片上采用激光光刻构建控制电路，所述控制电路用于纳米复合材料膜片的导电控制。

[0029] 可选的，在所述纳米复合材料膜片内封装RFID芯片，所述RFID芯片内含纳米复合材料膜片的产品信息，产品信息包括但不限于产品编号、制作日期、生产厂家和生产地。

[0030] 本发明的纳米复合材料膜片的涂装制备方法，通过将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，融合制作导电浆，再将
导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片；纳米复合材料膜片以柔性
膜片为基底，可以保障纳米复合材料膜片的柔韧性强度，使得制作成的纳米复合材料膜片
不容易毁损，从而可以满足制作保健或理疗产品的需要；采用涂装导电浆方式，可以保障产
品的导电性能，还可以将两者牢固结合，不易脱落，保障产品使用寿命。

[0031] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明
书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0032] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0033] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0034] 图1为本发明实施例中一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法流程图；

[0035] 图2为本发明的纳米复合材料膜片的涂装制备方法实施例采用的导电浆涂装流程图。

具体实施方式

[0036] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0037] 如图1所示，本发明实施例提供了一种纳米复合材料膜片的涂装制备方法，包括以下步骤：

[0038] S100将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，进行融合制成导电浆；

[0039] S200将导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片。

[0040] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将石墨烯和磷烯两种纳米粉加入到溶剂中，或者将纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉加入到溶剂中，融合制作导电浆，再
将导电浆均匀涂装到柔性膜片上，形成柔性的纳米复合材料膜片；纳米复合材料膜片以柔
性膜片为基底，可以保障纳米复合材料膜片的柔韧性强度，使得制作成的纳米复合材料膜
片不容易毁损，从而可以满足制作保健或理疗产品的需要；采用涂装导电浆方式，可以保障
产品的导电性能，还可以将两者牢固结合，不易脱落，保障产品使用寿命。

[0041] 在一个实施例中，在S100步骤中，所述溶剂采用二元酸酯混合物，所述二元酸酯混合物的材料成份包括琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯，且琥珀酸二甲酯、戊二
酸二甲酯和已二酸二甲酯的质量混合比为1：1：1；所述导电浆的材料成份石墨烯和磷烯的
摩尔比为3～4：1，或者纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉的质量比为900～950：2：5。

[0042] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对溶剂的材料成份和比例进行了选择限定，采用琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯和已二酸二甲酯的质量混合比为1：1：1形成的
溶剂；还对导电浆的材料成份比例进行了选择限定，采用石墨烯和磷烯的摩尔比为3～4：1
或者纳米碳粉、纳米金粉和纳米银粉的质量比为900～950：2：5，本方案通过对溶剂和导电
浆的材料成份比例进行选择限定，可以保障融合制成的导电浆的质量和导电性能，方便后
续的涂装作业。

[0043] 在一个实施例中，如图2所示，在S200步骤中，所述柔性膜片采用聚酯基板制作；所述导电浆的涂装采用印刷工艺方式，具体如下：

[0044] S210将洁净的柔性膜片置于钢网印刷平台上，下端面形成PET_X膜；

[0045] S220所述机械手臂将柔性甩尾电路板贴于所述PET_X膜之上，柔性甩尾电路板背面带胶，导电的金手指一面朝上；进入静电吸附设备，设备会在所述PET_X膜和PET_Y膜上分
布均匀的静电；

[0046] S230进入钢网印刷平台的印刷区，钢网区直接通过机械升降装置直接下降并覆盖于所述PET_X膜和PET_Y膜的表面，紧密贴合其表面，不留空隙；所属钢网区的上方均匀喷淋
导电浆，静至15秒至1分钟的时间，使得导电浆透过钢网区的缝隙均匀分布于所述PET_X膜
和PET_Y膜上，导电浆均匀吸附在PET_X膜和PET_Y膜之上，形成厚度在10‑15um的导电浆；

[0047] S240通过升降装置升起钢网，所述PET_X膜和PET_Y膜进入加热烧结区，控制所述加热烧结区的温度在120‑150℃，时间控制在30秒，导电浆将烧固化，即得到柔性的纳米复
合材料膜片。

[0048] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案提供了一种可用的导电浆的涂装方式，采用印刷工艺进行涂装，将洁净的柔性膜片置于钢网印刷平台上，下端面形成PET_X
膜，膜上分布均匀的静电，然后均匀喷淋导电浆，使得在静电的作用下涂装更均匀，附着强
度更大，涂装厚度更小，从而节省导电浆，降低产品生产成本，还可以降低涂装的导电浆对
膜片柔韧性的不利影响。

[0049] 在一个实施例中，拍摄纳米复合材料膜片的表面图像，对表面图像进行中值滤波处理；

[0050] 将经中值滤波处理后的表面图像切割成m×n块图像碎片，并标示各图像碎片对应表面图像上的坐标；

[0051] 提取图像碎片的像素值，采用以下公式计算各图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差：

[0052]

[0053] 上式中，δij表示坐标为(i，j)的图像碎片相对于所有图像碎片像素值的平均值的偏差；wij表示表示坐标为(i，j)的图像碎片的像素值；m表示表面图像切割后在纵坐标方向
排列的图像碎片数量；n表示表面图像切割后在横坐标方向排列的图像碎片数量；

[0054] 通过计算出的偏差与设定的筛选值进行比对，筛选出存在异常的图像碎片及其对应表面图像上的坐标，然后对筛选出的表面图像坐标对应的纳米复合材料膜片位置补充进
行导电浆涂装。

[0055] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过对纳米复合材料膜片进行拍摄得到表面图像，经过中值滤波处理后，进行切割分片，并对各公坐标位置的图像碎片像素
值进行评价，评价采用上述公式计算图像碎片像素值的平均值的偏差的方式，将计算结果
与设定的筛选值进行比对得出结论，从而筛选出纳米复合材料膜片的导电浆涂装存在缺陷
的位置，然后进行补充涂装；本方案可以提高产品的合格率，减少浪费，降低产品成本。

[0056] 在一个实施例中，在S100步骤中，在融合制成导电浆的过程中进行温度控制，采用以下公式计算热量需求：

[0057]

[0058] 上式中，Q需表示融合制成导电浆的过程中的热量需求；k皿表示融合用器皿材质的传热系数；A皿表示融合用器皿材质的传热面积；t内表示融合用器皿的内部温度；t外表示融合
用器皿外部的环境温度；N表示融合制成导电浆的材料成份数量；Ck表示第k种材料成份的
比热；Mk表示第k种材料成份的质量；t工表示设定的融合制成导电浆的工艺温度；tk表示第k
种材料成份的初始温度； T设表示达到工艺温度的设定时长；

[0059] 根据热量需求控制热量供应。

[0060] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案在融合制成导电浆的过程中采用温度控制，提高材料成份融合效率和融合效果，使得制作的导电浆形态可以保持更长时，便
于后面涂装使用，良好的导电浆形态可以使得涂装更均匀；本方案的温度控制采用上述公
式，公式右边分为两个不同的热量需求计算部分，其中一个是为了平衡工艺过程中存在的
散热损耗的热量需求，另一个是为了将各材料成份的温度提升致工艺温度的热量需求；初
始时融合用器皿的内部温度将不断朝着接近工艺温度变化，当内部温度达到工艺温度后即
可稳定维持，实现工艺过程中的工艺温度精确控制，使得过程中始终保持在比较理想的工
艺温度下进行，一方面提高质量，另一方面减少热量浪费；其中工艺温度可以根据工艺需要
在不同时间有不同的温度设定值，以适应工艺过程中的不同温度需求。

[0061] 在一个实施例中，对表面图像进行中值滤波处理时，采用以下公式进行中值滤波：

[0062] P(x)＝med{w(x‑ε)，(ε∈W)}

[0063] 上式中，P()表示中值滤波处理后的表面图像；w()表示中值滤波处理前的表面图像；x表示表面图像坐标值；W表示二维滑动模板；ε表示二维滑动模板中的5*21的二维滑动
模块矩阵区域。

[0064] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过对拍摄的表面图像进行中值滤波处理，采用上述公式进行中值滤波，可以过滤表面图像中的噪音，提高表面图像质量，
从而为后续的图像分析打下良好基础，提高分析判断的精确度，降低误判率。

[0065] 在一个实施例中，所述柔性膜片上采用激光光刻构建控制电路，所述控制电路用于纳米复合材料膜片的导电控制。

[0066] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用激光光刻在柔性膜片上构建控制电路，以光刻的控制电路用于纳米复合材料膜片的导电控制；方案提高了产品的集成
度和整体性，光刻的控制电路还可以形成固定的纹路图像，可以使得产品更为美观，增强用
户的感观体验。

[0067] 在一个实施例中，在所述纳米复合材料膜片内封装RFID芯片，所述RFID 芯片内含纳米复合材料膜片的产品信息，产品信息包括但不限于产品编号、制作日期、生产厂家和生
产地。

[0068] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过在纳米复合材料膜片内封装RFID芯片，以RFID芯片内含纳米复合材料膜片的产品信息，方便产品的追溯，提高产品可辨
识性，提高质量管理的效率和便利性。

[0069] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。