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1、一種石墨烯導電油墨及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種導電油墨,特別涉及一種石墨烯導電油墨及其制備方法。背景技術(shù)石墨烯(Graphene)是一種由Sp2碳原子組成的六方點陣蜂巢狀的二維結(jié)構(gòu)平面薄膜和二維材料,是繼碳納米管、富勒烯之后的又一重大發(fā)現(xiàn)。石墨烯呈現(xiàn)出新奇的物理特性,單層石墨烯具有良好的透明性,只吸收2.3%的光;常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V.S。石墨烯具有優(yōu)異的導電性及物理機械性能,橫向(面內(nèi))電導率高達106S/M,極限強度可達130GPa,拉伸模量為1.0lTPa,且導熱性能好,熱導率為5000W/(M.K),
2、密度僅為1.3-2g/Cm3。由于石墨烯具有化學和熱學性能優(yōu)異、導電率大、比表面積大、機械強度大的特性,使得以石墨烯為基礎(chǔ)的材料有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用范圍,可用吸附劑、催化劑載體、熱傳輸媒體、復合材料、電子元件、電池/電容器等領(lǐng)域。隨著人們對電子產(chǎn)品需求的日益增多,新型導電油墨技術(shù)開發(fā)也出現(xiàn)了上升的趨勢,以滿足人們對電子產(chǎn)品的需求。隨著技術(shù)的進步,對可方便攜帶的更小、更輕、柔性、可卷曲、多功能及綠色環(huán)保的電子產(chǎn)品的需求越來越高。為了適應(yīng)這些需求,出現(xiàn)了多種技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,印刷電子和導電油墨等相關(guān)核心技術(shù)也受到越來越多的關(guān)注。導電油墨(主要是
3、指混合型導電復合油墨)是一種具有導電能力的油墨,是由借助分散在油墨載體內(nèi)的導電性材料來傳導電流,主要由導電材料、連接劑(有機載體)、助劑和溶劑等物質(zhì)組成。目前導電油墨主要采用微納米金粉、銀粉、銅粉、導電炭黑等作為導電填料。金粉、銀粉導電油墨化學穩(wěn)定性好,導電性能優(yōu)異,但是成本高。銀粉導電油墨也存在抗焊錫浸蝕能力差、銀離子遷移、硫化等問題。銅粉導電油墨容易被氧化,導電性能不穩(wěn)定。例如,中國發(fā)明專利201010296831.X公開了一種導電油墨及其制備方法,以質(zhì)量分數(shù)計,包導電油墨括4055%的片狀銀粉、510%的銀包銅粉、3350%的有機
4、載和0.10.2%的偶聯(lián)劑。該發(fā)明專利部分采用銀包銅粉,部分克服了銀粉價格較高、銅粉易于氧化的問題,但仍需要采用45%65%的銀粉,成本高昂。導電炭黑來源廣泛,價格便宜,但是導電性能欠佳。這是因為炭黑等材料中含有大量的非結(jié)晶碳,導電率較低,而且炭黑比表面積和吸油量往往較大。導電碳基油墨導電性能較差,因為其以炭黑為填料,顆粒界面作用強,分散性較差,形成的空隙較多,并且易吸附氧、氫等雜質(zhì)原子,這將嚴重阻礙碳原子之間的正常連接。例如,中國專利99119395.4公開了一種導電碳油墨,主要由樹脂、導電材料和溶劑組成,其組分為胺基樹脂1030份,
5、酚醛樹脂1020份;石墨1030份,碳黑1030份;醚類溶劑2040份,酮類溶劑2040份,導電碳材料添加量達到12.5%37.5%,得到的導電碳油墨電阻為20Ω/口。目前已經(jīng)開發(fā)的導電油墨的另一個問題是采用密度較大的銀(密度10.53g/Cm3)、銅(密度8.92g/Cm3)等金屬填料,分散于溶劑、樹脂中容易沉降,導電油墨使用之前一定要攪拌均勻,否則會造成導電性能不佳、甚至不導電等問題。石墨烯具有比表面積大、載流子遷移速率高、導電性能好、高透明性、高耐彎折性、高導熱率、抗靜電和電磁屏蔽性能、抗腐蝕性等優(yōu)異性能。石墨烯具有超大的直徑/厚
6、度T匕,容易與其它材料如聚合物材料均勻復合,并形成良好的復合界面,可以增強導電油墨交聯(lián)后的固化物的機械強度,可廣泛應(yīng)用于油墨、涂料、漿料、塑料、復合材料、半導體、新能源等領(lǐng)域。采用具有片狀結(jié)構(gòu)的石墨烯為導電油墨的導電填料,片與片之間的接觸幾率大,滲流閥值較小,在較低的填充比例下,容易在基體中形成導電網(wǎng)絡(luò),這樣一方面可以降低導電油墨中填料的添加量,降低成本,另一方面可以改善導電油墨的機械強度。更為重要的是,石墨烯導電油墨可具有柔性,而且可以調(diào)節(jié)配方比例,使其在室溫下即可固化并導電,這是常規(guī)的導電銀油墨所不具備的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了克服上述
7、現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點提出的,其所解決的技術(shù)問題是提供了一種制備成本低、導電性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、機械性能優(yōu)異,而且可以調(diào)節(jié)配方比例,使其在室溫下即可固化并導電的石墨烯導電油墨,以及這種石墨烯導電油墨的制備方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:·一種石墨烯導電油墨,其特征在于,包括以下組分且各組分的質(zhì)量百分含量分別為:樹脂0.01%-25%;石墨烯0.1%-95%;助劑0.1%-30.0%;溶劑5.0%-99.79%。所述的樹脂包括但不限于天然樹脂;或者包括但不限于合成樹脂如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂、有機硅樹脂、氟碳樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂、醇
8、酸樹脂、乙烯基樹脂、合成纖維素、聚酰胺樹脂、氯醋樹脂、聚氨酯樹脂、氯磺化聚乙烯、熱塑型塑料、合成橡膠、蠟、松香改性樹脂等或其共聚物中的至少一種;也可以是天然樹脂和合成樹脂的組合。根據(jù)導電油墨及其印刷工藝要求