一种环保型石墨烯基导电碳浆的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环保型石墨烯基导电碳浆的制备方法。步骤如下：1）无机填料的制备：导电碳黑、石墨烯、石墨、分散剂、附着力促进剂、消泡剂，在分散机内分散均匀；2）有机载体的制备：称量溶剂型树脂A，溶剂型树脂B，溶剂型树脂C，混合溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌混合均匀；3）将上述无机载体和有机载体混合在一起，在砂磨机中研磨，使之形成均匀的混合相，将浆料涂覆在基材上面，烘干制备成薄膜，然后测量其电阻。本发明专利技术制备方法简单，操作方便，配方合理，以传统的导电碳黑为原料，适当添加石墨烯，增加了碳浆的导电性，制备的浆料内阻小，粒度分布均匀，易于涂覆，可广泛应用于发热板、取暖器、墙暖、地暖等产品中。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。步骤如下：1）无机填料的制备：导电碳黑、石墨烯、石墨、分散剂、附着力促进剂、消泡剂，在分散机内分散均匀；2）有机载体的制备：称量溶剂型树脂A，溶剂型树脂B，溶剂型树脂C，混合溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌混合均匀；3）将上述无机载体和有机载体混合在一起，在砂磨机中研磨，使之形成均匀的混合相，将浆料涂覆在基材上面，烘干制备成薄膜，然后测量其电阻。本专利技术制备方法简单，操作方便，配方合理，以传统的导电碳黑为原料，适当添加石墨烯，增加了碳浆的导电性，制备的浆料内阻小，粒度分布均匀，易于涂覆，可广泛应用于发热板、取暖器、墙暖、地暖等产品中。【专利说明】
本专利技术涉及一种环保型石墨烯基闻导电碳楽及其制备方法。石墨烯基闻发热碳楽.可广泛应用于墙暖地暖、电热毯垫、桑拿发热板、CPU发热鼠标垫、远红外碳晶画、远红外暖脚板、远红外保健坐垫等方面。
技术介绍
随着经济的快速发展，现代社会对采暖的品质越来越高，而在采暖的工艺当中最关键的一步就对导电浆料的研发。市场上对导电浆料分为两类，一类是以金属银为代表的无机填料，另外一类就是以碳材料为代表的无机填料，但是就目前市场上实际应用情况来看，导电碳浆与导电银浆相比，方阻值较大，但成本低廉、性价比高、性能稳定，所以提高导电碳浆的导电性成为当今研发的主要方向。石墨烯是一种新型碳材料，它是由单层碳原子紧密排列而成的二维六边形点阵结构，因其具有优异的导电性(横向电导率高达IO6 S/m),可以作为一种很好的导电填料应用于导电碳浆市场。本专利研发的石墨烯基导电浆料是一类由石墨烯粉体、树脂、助剂和溶剂等组成的具有导电功能的碳浆产品，与现有的金属类导电浆料相比，石墨烯基导电浆料具有巨大的成本优势，并且导电性能好，内阻小、粒度分布均匀，易于涂覆等优点。与传统的碳基导电碳浆产品相比，石墨烯基导电浆料在导电性能方面又具有显著的优势。石墨烯基导电浆料适用于网印、凹印、柔印、胶印和喷墨印刷等方式，可以应用于印刷线路板(PCB)、射频识别(RFID)、显示屏(如OLED)、电极传感器等方面。因此石墨烯基导电浆料有望在射频标签、智能包装、薄膜开关、导电线路以及传感器等下一代轻薄、柔性电子产品中得到广泛应用，市场前景巨大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能有效提高产品质量，工艺简单，效果显著的环保型石墨烯基高导电碳浆的制备方法，可以适用在墙暖地暖等产品上面。为了达到上述目的，本专利技术所实施的具体技术方案是: (I)无机填料的制备:5%~15%导电碳黑、5%~15%石墨烯粉体、15%~25%的石墨、5%左右的分散剂BYK、附着力促进剂及消泡剂和40%~60%的溶剂，在分散机内充分搅拌直至分散均匀。(2)有机载体的制备:按照质量百分比计量，分别称取20%的聚氨酯树脂和20%的丙烯酸树脂，及60%的溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使树脂完全溶解并且混合均匀。(3)制备碳衆:将上述无机载体和有机载体混合在一起，在搅拌机内搅拌均匀，搅拌时间为30 min，然后置于砂磨机内每公斤研磨时间为I h，使之形成均匀的混合相，即可得到环保型的导电 碳浆浆料。 本方案制备的最终产品性能评价指标是测量其表面电阻。具体测试方法为:经烘干机在120 °C下干燥30 min后对产品进行测试，浆料的颗粒细度小于10 μ m以下，其中6*6 cm的样品电阻值最低能达90 Ω /cm2,在加热之后电阻值非常稳定，表面发热温度均匀，且浆料在PET、玻璃纤维布和环氧树脂板等基材上面附着力很好，耐酸碱，溶剂腐蚀性能好，符合国家标准。该导电浆料最主要的技术特点是环保，导电性能优异，印刷适应性极强，附着力优、良好的耐磨损性及耐化学性、抗老化、使用寿命长、发热效率高、具有远红外发热功能等特点。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点:石墨烯是通过物理剥离法制备出来的，表面几乎无缺陷，作为无机填料添加到有机载体中增强了浆料的导电性能，且石墨烯粉体的制备方法简便，成本低。所用有机溶剂为环保型的无水乙醇，大大降低了生产成本，本专利技术制备的高导热碳浆不仅环保而且成本较低，关键是导电性能好，适合大规模工业化生产。【具体实施方式】下面通过具体实施对本专利技术作进一步的详细说明。需要说明的是，下述实例仅限于本专利技术，但并不用于限制本专利技术的实施范围。实施例1:石墨烯粉体添加量为5%的发热碳浆的制备 (1)无机载体的制备:10%导电碳黑、5%石墨烯粉体、20%的石墨、分散剂BYK、附着力促进剂、消泡剂和40%~60%的溶剂，在分散机内分散均匀。(2)有机载体的制备:按照质量百分比计量，分别称取20%的聚氨酯树脂和20%的丙烯酸树脂，60%的溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使树脂完全溶解并且混合均匀。(3)碳浆的制备:将上述无机载体和有机载体混合在一起，在分散机内充分分散均匀，分散的时间为30min，然后置于砂磨机内每公斤研磨时间为lh，使之形成均匀的混合相。研磨后即得到环保型的导电碳浆。实施例2:石墨烯粉体添加量为7%的发热碳浆的制备: (1)无机载体的制备:10%导电碳黑、7%石墨烯粉体、20%的石墨、分散剂BYK、附着力促进剂、消泡剂和40%~60%的溶剂，在分散机内分散均匀。(2)有机载体的制备:按照质量百分比计量，分别称取20%的聚氨酯树脂和20%的丙烯酸树脂，60%的溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使树脂完全溶解并且混合均匀。(3)碳浆的制备:将上述无机载体和有机载体混合在一起，在分散机内充分分散均匀，分散的时间为30min，然后置于砂磨机内每公斤研磨时间为lh，使之形成均匀的混合相。研磨后即得到环保型的导电碳浆。实施例3:石墨烯粉体添加量为9%的发热碳浆的制备: (I)无机载体的制备:10%导电碳黑、9%石墨烯粉体、20%的石墨、分散剂BYK、附着力促进剂、消泡剂和40%~60%的溶剂，在分散机内分散均匀。(2)有机载体的制备:按照质量百分比计量，分别称取20%的聚氨酯树脂和20%的丙烯酸树脂，60%的溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使树脂完全溶解并且混合均匀。(3)碳浆的制备:将上述无机载体和有机载体混合在一起，在分散机内充分分散均匀，分散的时间为30min，然后置于砂磨机内每公斤研磨时间为lh，使之形成均匀的混合相。研磨后即得到环保型的导电碳浆。实施例4:石墨烯粉体添加量为11%的发热碳浆的制备: (I)无机载体的制备:10%导电碳黑、11%石墨烯粉体、20%的石墨、分散剂BYK、附着力促进剂、消泡剂和40%~60%的溶剂，在分散机内分散均匀。(2)有机载体的制备:按照质量百分比计量，分别称取20%的聚氨酯树脂和20%的丙烯酸树脂，60%的溶剂，置于电加热反应釜内加热并充分搅拌，使树脂完全溶解并且混合均匀。(3)碳浆的制备:将上述无机载体和有机载体混合在一起，在分散机内充分分散均匀，分散的时间为30min，然后置于砂磨机内每公斤研磨时间为lh，使之形成均匀的混合相。研磨后即得到环保型的导电碳浆。实施例5:石墨烯粉体添加量为13%的发热碳浆的制备: (I)无机载体的制备:10%导电碳黑、13%石墨烯粉体、20%的石墨、分散剂BY本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电碳浆，其特征在于，包括以下质量份数的原料：无机填料成分30%~60%，树脂载体30%~40%，溶剂2%~10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭冰，刘娟，储富强，刘涌，王黎明，
申请(专利权)人：江南石墨烯研究院，江苏博肯碳晶材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32