一种石墨烯导电碳浆及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯导电碳浆，包括石墨烯导电功能单元、溶剂、助剂和树脂连接剂，所述石墨烯导电功能单元包括石墨烯和导电碳材料。本发明专利技术石墨烯导电碳浆较为稳定，由于其中包含石墨烯，导电性能较好；由于石墨烯的导电性能较好，在使用过程中，石墨烯导电碳浆只需较少的剂量便可获得较高的导电性能，且由于剂量的减少，石墨烯导电碳浆中的颗粒也会相应地减少，使本石墨烯导电碳浆更适用于精细小尺寸的电路印刷；另外，石墨烯易于制成纳米级别的，使印刷膜层薄且均匀光滑，性能表现较为优良，大量节省了导电材料。本发明专利技术还公开了一种石墨烯导电碳浆的制备方法。

Graphene conductive carbon slurry and preparation method thereof

The present invention provides a graphene conductive carbon slurry, which comprises a graphene conductive functional unit, a solvent, an auxiliary agent and a resin linker. The invention of graphene conductive carbon paste is more stable, because of containing graphene, good conductivity; because the conductivity of graphene is better, in the process of using, the conductive properties of graphene conductive carbon paste just less dose will be higher, and because the dose reduced graphene conductive carbon paste the particles will be reduced, so that the printed circuit graphene conductive carbon paste is more suitable for fine small size; in addition, graphene is easily made into nanometer level, make the printing film thin and smooth, the performance is relatively good, a lot of conductive material saving. The invention also discloses a method for preparing graphene conductive carbon slurry.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石墨烯
，更具体涉及一种石墨烯导电碳浆及其制备方法。
技术介绍
导电碳浆，又称为导电油墨，主要印刷在承印物上，使之具有导电和导静电能力，是印刷电路、智能标签、柔性显示器件、传感器等印刷电子技术中的关键材料。提高导电油墨的性能，必将带动电子产业的发展。同时随着电子科技的发展，新的技术和产品也对导电油墨的性能提出了更高的要求，提高性能、降低成本是导电油墨不断追求的目标。传统的导电油墨基本由导电单元粉体添加到聚合物中制备出复合材料而成。导电功能单元是最关键的组分，主要包括碳、金属以及复合物三类。金、银和铜浆油墨具有优良的导电性，电阻率可达到10-2-10-3Ωcm。金银粉油墨性能好，但价格较贵，银自身存在着易迁移、硫化、抗焊锡侵蚀能力差、烧结过程容易开裂等缺陷。铜浆油墨在空气和水作用下会产生氧化层使导电性不稳定。碳浆油墨膜层不易氧化，性能稳定，固化后耐酸、碱和化学溶剂，油墨的附着力强，但电阻率较高，一般为102-10-1Ωcm。目前金属以及传统的碳浆油墨都存在着自身的优缺点，为提高性能，导电功能单元的改进以及探索应用新导电单元是目前国内外导电油墨研究的发展趋势。石墨烯是2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，从石墨中分离出的一种由碳原子构成的平面二维晶体材料，碳原子以sp2杂化组成蜂巢型结构的平面薄膜，其电子迁移率可达到15000cm2/(v·s)，比碳纳米管或硅晶体都高，而其电阻率只有10-6Ωcm，比铜和银低得多，是目前世界上电阻率最小的材料。高导电性、碳材料本身的稳定性以及纳米层结构等特点都决定了石墨烯可以作为高品质的导电油墨功能单元制备石墨烯油墨。与金属不同的是，石墨烯作为导电材料存在片层界面电阻。单纯使用石墨烯作为导电材料，价格昂贵，成本太高。单独使用导电碳浆，导电性能往往又不能达到要求。所以，采用石墨烯与其它导电介质混合从而提高导电浆料的方法是一个较好的技术路线。但如何将石墨烯良好的分散进浆料体系并和导电碳浆结合使用成为急需解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种成本较低且导电性能较好的石墨烯导电碳浆。本专利技术的又一目的在于提供一种可印刷高质量电路且适用于多种印刷工艺的石墨烯导电碳浆。为实现以上目的，本专利技术提供一种石墨烯导电碳浆，包括石墨烯导电功能单元、溶剂、助剂和树脂连接剂，所述石墨烯导电功能单元包括石墨烯和导电碳材料。一种石墨烯导电碳浆，包括5-80重量份的石墨烯导电功能单元、10-90重量份的溶剂、0.1-30重量份的助剂和0-70重量份的树脂连接剂，所述石墨烯和导电碳材料的质量比为0.1：1到10:1。在一些实施方式中，所述导电碳材料选自石墨、导电炭黑、乙炔黑、炉法炭黑、碳纤维和碳纳米管的一种或几种。在一些实施方式中，所述溶剂选自水、醇类溶剂、脂肪烃类溶剂、酯类溶剂、芳香族烃类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种。在一些实施方式中，所述助剂选自分散剂、流平剂、增粘剂、消泡剂、稳定剂、防腐剂、增稠剂、交联剂和成膜剂中的一种或几种。在一些实施方式中，所述树脂连接剂选自天然树脂、合成树脂和改性树脂的一种或几种。在一些实施方式中，所述天然树脂选自松香、琥珀和虫胶，所述合成树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、乙烯基树脂、合成纤维素、聚氨酯树脂和合成橡胶，所述改性树脂选自聚氨酯改性环氧、有机硅改性环氧、有机硅改性环氧、有机硅改性丙烯酸环氧树脂、改性酚醛、改性丙烯酸树脂和改性醇酸树脂。一种石墨烯导电碳浆的制备方法，包括以下步骤：石墨烯导电功能单元分散液的制备将溶剂、石墨烯、碳材料和分散剂混合，并搅拌0.5-6h、超声分散1-10h、均质0-12h，制得石墨烯导电功能单元分散液。石墨烯导电浆料的制备将所述石墨烯导电功能单元分散液、溶剂、助剂和树脂连接剂混合，并搅拌0.5-6h、超声分散1-10h、研磨0-12h，制得石墨烯导电碳浆。其有益效果为：本专利技术制备的石墨烯导电碳浆较为稳定，由于其中包含石墨烯，导电性能较好；由于石墨烯的导电性能较好，在使用过程中，石墨烯导电碳浆只需较少的剂量便可获得较高的导电性能，且由于剂量的减少，石墨烯导电碳浆中的颗粒也会相应地减少，使本石墨烯导电碳浆更适用于精细小尺寸的电路印刷；另外，石墨烯易于制成纳米级别的，使印刷膜层薄且均匀光滑，性能表现较为优良，大量节省了导电材料。具体实施方式实施例1制备石墨烯导电功能单元分散液将10g石墨烯、10g石墨、30g水和5g分散剂混合，并搅拌1h、超声分散1h、均质0.5h，制得分散均匀稳定的石墨烯导电功能单元分散液。制备石墨烯导电碳浆将上述制得的石墨烯导电功能单元分散液与30g水、5g稳定剂和10g环氧树脂混合，并通过搅拌1h、超声分散1h、研磨0.5h将其混合均匀，经检验合格后包装得到石墨烯导电碳浆油墨。本实施例制得的石墨烯导电碳浆包括10g石墨烯、10g石墨、60g水、10g分散剂和10g环氧树脂。实施例2制备石墨烯导电功能单元分散液将15g石墨烯、5g石墨、40g水和4g分散剂混合，并搅拌1h、超声分散1h、均质0.5h，制得分散均匀稳定的石墨烯导电功能单元分散液。制备石墨烯导电碳浆将上述制得的石墨烯导电功能单元分散液与20g水、8g稳定剂和8g虫胶混合，并通过搅拌1h、超声分散1h、研磨0.5h将其混合均匀，经检验合格后包装得到石墨烯导电碳浆油墨。本实施例制得的石墨烯导电碳浆包括10g石墨烯、10g石墨、60g水、10g分散剂和10g环氧树脂。实施例3制备石墨烯导电功能单元分散液将20g石墨烯、5g石墨、35g水和6g分散剂混合，并搅拌1h、超声分散1h、均质0.5h，制得分散均匀稳定的石墨烯导电功能单元分散液。制备石墨烯导电碳浆将上述制得的石墨烯导电功能单元分散液与25g水、3g稳定剂和6g乙烯基树脂混合，并通过搅拌1h、超声分散1h、研磨0.5h将其混合均匀，经检验合格后包装得到石墨烯导电碳浆油墨。本实施例制得的石墨烯导电碳浆包括10g石墨烯、10g石墨、60g水、10g分散剂和10g环氧树脂。以上所述的仅是本专利技术的一些实施方式。对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本专利技术创造构思的前提下，还可以若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯导电碳浆，其特征在于，包括石墨烯导电功能单元、溶剂、助剂和树脂连接剂，所述石墨烯导电功能单元包括石墨烯和导电碳材料。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导电碳浆，其特征在于，包括石墨烯导电功能单元、溶剂、助剂和树脂连接剂，所述石墨烯导电功能单元包括石墨烯和导电碳材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯导电碳浆，其特征在于，包括5-80重量份的石墨烯导电功能单元、10-90重量份的溶剂、0.1-30重量份的助剂和0-70重量份的树脂连接剂，所述石墨烯和导电碳材料的质量比为0.1：1到10:1。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯导电碳浆，其特征在于，所述导电碳材料选自石墨、导电炭黑、乙炔黑、炉法炭黑、碳纤维和碳纳米管的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的石墨烯导电碳浆，其特征在于，所述溶剂选自水、醇类溶剂、脂肪烃类溶剂、酯类溶剂、芳香族烃类溶剂、酮类溶剂和醚类溶剂中的一种或几种。5.根据权利要求1或2所述的石墨烯导电碳浆，其特征在于，所述助剂选自分散剂、流平剂、增粘剂、消泡剂、稳定剂、防腐剂、增稠剂、交联剂和成膜剂中的一种或几种。6.根据权利要求1或2所述的石墨烯导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧小月，徐燕，林友鹏，
申请(专利权)人：青岛德通纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37