石墨烯浆料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及石墨烯应用技术领域，具体而言，提供了一种石墨烯浆料、制备方法及其应用。所述石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％‑50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。该石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。

Graphene slurry, preparation method and its application

The invention relates to the field of graphene application technology, in particular, provides a graphene slurry, a preparation method and its application. The graphene slurry is made mainly of resin, light curing monomer, photoinitiator, graphene based material, auxiliaries and solvents. The resin contains water in the resin, the total water content in the resin is 0.1% of the total resin mass of 50%. The resin includes the light curing resin and the optional polymer resin. The graphene slurry has the advantages of high graphene base material, good dispersibility, uniform and stable storage, fast curing rate, low energy consumption, no pollution to the environment and no influence on human health.

【技术实现步骤摘要】
石墨烯浆料、制备方法及其应用
本专利技术涉及石墨烯应用
，具体而言，涉及一种石墨烯浆料、制备方法及其应用。
技术介绍
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯是近年来国际上的研究热点，受到了各国科学界和产业界的极大关注。石墨烯在应用时通常需要制备成浆料，现有的石墨烯浆料包括水性石墨烯浆料和油性石墨烯浆料两种。水性石墨烯浆料是在水中依次加入分散剂、导电剂或防腐剂等材料，在分散机高速分散过程中慢慢加入石墨烯，但因石墨烯的特性，容易聚团，很难分散开，导致最终水性石墨烯浆料中石墨烯含量很低，分散不均匀，在较短时间内出现分层沉淀，从而大大影响石墨烯浆料的实际应用。另外，水性石墨烯浆料在储存、运输及实际应用过程中受天气温度、湿度的影响，在终端市场应用当中因成膜固化时间较长，要消耗大量的热能。油性石墨烯浆料是在油性基材料里加入分散剂、导电剂或防腐剂等材料，在分散机高速分散过程中慢慢加入石墨烯，但因石墨烯的特性，容易聚团，很难分散开，导致最终油性石墨烯浆料中石墨烯含量很低，分散不均匀，在较短时间内出现分层沉淀，从而大大影响石墨烯浆料的实际应用。另外，油性石墨烯浆料因含有大量挥发性溶剂，导致它在终端市场应用时因挥发性溶剂最终的挥发，会污染环境及影响工作人员的身体健康，同时也需要较长的成膜固化时间，消耗大量的热能。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种石墨烯浆料，该浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。本专利技术的第二目的在于提供一种石墨烯浆料的制备方法，该方法工艺简单，可操作性强，生产成本低，制备得到的石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。本专利技术的第三目的在于提供一种包括上述石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池，包括上述石墨烯浆料的产品至少具有与上述石墨烯浆料相同的优势。本专利技术的第四目的在于提供一种上述石墨烯浆料的应用，将上述石墨烯浆料应用于电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中，能够大大提高其生产效率、降低生产成本、绿色环保且产品性能好。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种石墨烯浆料，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。作为进一步优选的技术方案，所述总含水量为5％-40％，优选为10％-35％。作为进一步优选的技术方案，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂10-25份、聚合物树脂0-40份、光固化单体10-25份、光引发剂2-10份、石墨烯基材料1-25份、助剂0.5-5份、溶剂2-20份、含银导电浆料0-35份以及颜填料0-35份。作为进一步优选的技术方案，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂11-22份、聚合物树脂5-40份、光固化单体12-22份、光引发剂2-9份、石墨烯基材料5-25份、助剂0.5-4份、溶剂5-20份、含银导电浆料5-35份以及颜填料5-35份；优选地，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂12-20份、聚合物树脂5-35份、光固化单体14-20份、光引发剂3-8份、石墨烯基材料10-20份、助剂1-3份、溶剂10-15份、含银导电浆料10-30份以及颜填料10-30份。作为进一步优选的技术方案，光固化树脂和聚合物树脂的总质量份数为10-50份，优选为15-45份，进一步优选为20-40份。作为进一步优选的技术方案，石墨烯基材料包括石墨烯、掺杂石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯-高分子复合材料或石墨烯-无机纳米复合材料中的至少一种；优选地，所述掺杂石墨烯包括氮掺杂石墨烯、磷掺杂石墨烯或硫掺杂石墨烯中的至少一种。第二方面，本专利技术提供了一种上述石墨烯浆料的制备方法，将各原料混合均匀即可。作为进一步优选的技术方案，包括以下步骤：首先将光固化树脂、光固化单体、光引发剂和部分助剂混合均匀，然后与任选地聚合物树脂混合均匀，再与任选地颜填料混合均匀，再与部分助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入任选地含银导电浆料，混合均匀后，再与剩余助剂和/或部分溶剂混合，混合过程中加入石墨烯基材料，最后加入剩余溶剂混合均匀即可得到所述石墨烯浆料。第三方面，本专利技术提供了一种包括上述石墨烯浆料的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池。第四方面，本专利技术提供了一种上述石墨烯浆料在电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂和石墨烯基材料等制备而成，树脂中的水能够在浆料制备过程中从树脂中逐渐脱离，从而使树脂在分散体系中形成无数的小颗粒的分散状态，颗粒具有树脂外壳，由于颗粒数量巨大，其总表面积大，再由于石墨烯基材料具有吸附、吸湿的特性，因此石墨烯基材料能够大量、均匀地分散在颗粒表面，大大提高了浆料中石墨烯基材料的含量和分散的均匀性，石墨烯基材料在浆料中不易聚集成团，储存均匀稳定不分层，可在零下几十度至零上几十度温差范围内安全储存、运输，不受终端应用市场的温度和湿度的影响；石墨烯本身憎水憎油，在本专利技术的分散体系中，还实现了光固化单体等物质的插层；该石墨烯浆料利用光成膜固化技术，因而成膜固化速度快、能耗低，显著提高了其在应用中的环保节能性及效率；另外，其各原料环保性好，不会出现污染环境和影响人体健康的情况。本专利技术提供的石墨烯浆料的制备方法工艺简单，可操作性强，生产成本低，制备得到的石墨烯浆料具有石墨烯基材料含量高、分散性好、储存均匀稳定不分层、成膜固化速度快、能耗低、不污染环境和不影响人体健康的优点。本专利技术提供的电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池包括上述石墨烯浆料，因而至少具有与上述石墨烯浆料相同的优势。将上述石墨烯浆料应用于电子标签、石墨烯导电薄膜、石墨烯导热薄膜、石墨烯防腐涂料、石墨烯散热涂料或石墨烯电池中，能够大大提高其生产效率、降低生产成本、绿色环保且产品性能好。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。第一方面，在一些实施例中提供了一种石墨烯浆料，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。石墨烯浆料主要由树脂、光固化单体、光引发剂和石墨烯基材料等制备而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯浆料，其特征在于，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％‑50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯浆料，其特征在于，主要由树脂、光固化单体、光引发剂、石墨烯基材料、助剂和溶剂制备而成，树脂中含水，树脂中的总含水量为树脂总质量的0.1％-50％，所述树脂包括光固化树脂以及任选地聚合物树脂。2.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，所述总含水量为5％-40％，优选为10％-35％。3.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂10-25份、聚合物树脂0-40份、光固化单体10-25份、光引发剂2-10份、石墨烯基材料1-25份、助剂0.5-5份、溶剂2-20份、含银导电浆料0-35份以及颜填料0-35份。4.根据权利要求1所述的石墨烯浆料，其特征在于，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂11-22份、聚合物树脂5-40份、光固化单体12-22份、光引发剂2-9份、石墨烯基材料5-25份、助剂0.5-4份、溶剂5-20份、含银导电浆料5-35份以及颜填料5-35份；优选地，主要由以下质量份数的原料制备而成：光固化树脂12-20份、聚合物树脂5-35份、光固化单体14-20份、光引发剂3-8份、石墨烯基材料10-20份、助剂1-3份、溶剂10-15份、含银导电浆料10-30份以及颜填料10-30份。5.根据权利要求3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄唏，
申请(专利权)人：黄唏，
类型：发明
国别省市：江西,36