一种石墨烯导电油墨及其制备方法

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1、一种石墨烯导电油墨及其制备方法技术领域本发明涉及一种导电油墨，特别涉及一种石墨烯导电油墨及其制备方法。背景技术石墨烯(Graphene)是一种由Sp2碳原子组成的六方点阵蜂巢状的二维结构平面薄膜和二维材料，是继碳纳米管、富勒烯之后的又一重大发现。石墨烯呈现出新奇的物理特性，单层石墨烯具有良好的透明性，只吸收2.3%的光；常温下其电子迁移率超过15000cm2/V.S。石墨烯具有优异的导电性及物理机械性能，横向(面内)电导率高达106S/M，极限强度可达130GPa，拉伸模量为1.0lTPa，且导热性能好，热导率为5000W/(M.K)，

2、密度仅为1.3-2g/Cm3。由于石墨烯具有化学和热学性能优异、导电率大、比表面积大、机械强度大的特性，使得以石墨烯为基础的材料有着广泛的工业应用范围，可用吸附剂、催化剂载体、热传输媒体、复合材料、电子元件、电池/电容器等领域。随着人们对电子产品需求的日益增多，新型导电油墨技术开发也出现了上升的趋势，以满足人们对电子产品的需求。随着技术的进步，对可方便携带的更小、更轻、柔性、可卷曲、多功能及绿色环保的电子产品的需求越来越高。为了适应这些需求，出现了多种技术领域的发展，印刷电子和导电油墨等相关核心技术也受到越来越多的关注。导电油墨(主要是

3、指混合型导电复合油墨)是一种具有导电能力的油墨，是由借助分散在油墨载体内的导电性材料来传导电流,主要由导电材料、连接剂(有机载体)、助剂和溶剂等物质组成。目前导电油墨主要采用微纳米金粉、银粉、铜粉、导电炭黑等作为导电填料。金粉、银粉导电油墨化学稳定性好，导电性能优异，但是成本高。银粉导电油墨也存在抗焊锡浸蚀能力差、银离子迁移、硫化等问题。铜粉导电油墨容易被氧化，导电性能不稳定。例如，中国发明专利201010296831.X公开了一种导电油墨及其制备方法，以质量分数计，包导电油墨括4055%的片状银粉、510%的银包铜粉、3350%的有机

4、载和0.10.2%的偶联剂。该发明专利部分采用银包铜粉，部分克服了银粉价格较高、铜粉易于氧化的问题，但仍需要采用45%65%的银粉，成本高昂。导电炭黑来源广泛，价格便宜，但是导电性能欠佳。这是因为炭黑等材料中含有大量的非结晶碳，导电率较低，而且炭黑比表面积和吸油量往往较大。导电碳基油墨导电性能较差，因为其以炭黑为填料，颗粒界面作用强，分散性较差，形成的空隙较多，并且易吸附氧、氢等杂质原子，这将严重阻碍碳原子之间的正常连接。例如，中国专利99119395.4公开了一种导电碳油墨，主要由树脂、导电材料和溶剂组成，其组分为胺基树脂1030份，

5、酚醛树脂1020份；石墨1030份，碳黑1030份；醚类溶剂2040份，酮类溶剂2040份，导电碳材料添加量达到12.5%37.5%，得到的导电碳油墨电阻为20Ω/口。目前已经开发的导电油墨的另一个问题是采用密度较大的银(密度10.53g/Cm3)、铜(密度8.92g/Cm3)等金属填料，分散于溶剂、树脂中容易沉降，导电油墨使用之前一定要搅拌均匀，否则会造成导电性能不佳、甚至不导电等问题。石墨烯具有比表面积大、载流子迁移速率高、导电性能好、高透明性、高耐弯折性、高导热率、抗静电和电磁屏蔽性能、抗腐蚀性等优异性能。石墨烯具有超大的直径/厚

6、度T匕，容易与其它材料如聚合物材料均匀复合，并形成良好的复合界面，可以增强导电油墨交联后的固化物的机械强度，可广泛应用于油墨、涂料、浆料、塑料、复合材料、半导体、新能源等领域。采用具有片状结构的石墨烯为导电油墨的导电填料，片与片之间的接触几率大，渗流阀值较小，在较低的填充比例下，容易在基体中形成导电网络，这样一方面可以降低导电油墨中填料的添加量，降低成本，另一方面可以改善导电油墨的机械强度。更为重要的是，石墨烯导电油墨可具有柔性，而且可以调节配方比例，使其在室温下即可固化并导电，这是常规的导电银油墨所不具备的。发明内容本发明为了克服上述

7、现有技术存在的缺点提出的，其所解决的技术问题是提供了一种制备成本低、导电性能优异、稳定性高、机械性能优异，而且可以调节配方比例，使其在室温下即可固化并导电的石墨烯导电油墨，以及这种石墨烯导电油墨的制备方法。本发明提供的技术方案是:·一种石墨烯导电油墨，其特征在于，包括以下组分且各组分的质量百分含量分别为:树脂0.01%-25%;石墨烯0.1%-95%;助剂0.1%-30.0%;溶剂5.0%-99.79%。所述的树脂包括但不限于天然树脂；或者包括但不限于合成树脂如环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇

8、酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、氯醋树脂、聚氨酯树脂、氯磺化聚乙烯、热塑型塑料、合成橡胶、蜡、松香改性树脂等或其共聚物中的至少一种；也可以是天然树脂和合成树脂的组合。根据导电油墨及其印刷工艺要求