一种石墨烯导电发热浆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯导电发热浆料及其制备方法，该导电发热浆料的原料按质量百分比计包含：树脂材料65％～80％，改性石墨烯材料0.5％～20％，有机添加剂2.0％～25％。本发明专利技术还提供了该石墨烯导电发热浆料的制备方法。该方法包含：步骤1，制备改性石墨烯材料；步骤2，将树脂溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌，在树脂完全溶解后按比例添加改性石墨烯材料和有机添加剂，并在常温下超声分散，混合均匀，制得石墨烯导电发热浆料；步骤3，采用步骤2所得的石墨烯导电发热浆料，通过半自动精密印刷机进行电路印刷，再进行电阻及发热速率测试。本发明专利技术制备的浆料具有优异的导电发热性能和极强的附着力，发热功率稳定，功率衰减低。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯导电发热浆料及其制备方法
本专利技术涉及一种导电发热浆料及其制备方法，具体地，涉及一种石墨烯导电发热浆料及其制备方法。
技术介绍
导电浆料是电子元器件封装、电极和互联的关键材料，主要包括烧渗型导电浆料和固化型导电胶(导电油墨)两大类。烧渗型导电浆料主要用在太阳能电池等行业，烧结后作电极使用，固化型导电油墨广泛应用在印刷电路以及电子封装等行业。导电浆料根据其中的填料不同，可以分为碳浆(石墨导体)、金属浆料(金粉，银粉，铜粉，银铜合金)，以及改性的陶瓷浆料。根据固化条件分类，可以分为热固化、紫外固化等。贵金属填料的导电性最好，碳浆其次。但黄金价格太高，铜粉的耐氧化性不好，银粉和银铜粉在价格和性能上较为均衡。碳浆的耐磨性比银浆的要好。石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料，是本世纪最具颠覆性的新材料，石墨烯单原子层二维片状结构，使得石墨烯在许多方面具有奇特的性能，可用作超级电容和高效储能电池、超薄超轻航空航天材料、超韧超强防弹衣材料、新型医学材料、纳米传感器材料等等。将石墨烯与普通纤维复合，会使纤维具有一定的导电性，可广泛应用于抗静电织物、防电磁辐射服织物等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种复合导电发热浆料及其制备方法，在浆料中添加具有优良导电和远红外线发射功能的石墨烯，使得该浆料具有优异的导电发热性能，在PET(Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)等薄膜上都有着极强的附着力，发热功率稳定，功率衰减低，可广泛用在服装、地暖、墙暖、地板等领域。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯导电发热浆料，其中，所述的导电发热浆料的原料按质量百分比计包含：树脂材料65％～80％，改性石墨烯材料0.5％～20％，有机添加剂2.0％～25％。上述的石墨烯导电发热浆料，其中，所述的树脂材料包含脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种或多种及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100∶1～6。上述的石墨烯导电发热浆料，其中，所述的树脂材料在制备石墨烯导电发热浆料时溶于溶剂中；树脂材料在溶剂中的质量百分比为2.0～9.5％。上述的石墨烯导电发热浆料，其中，所述的溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或多种。上述的石墨烯导电发热浆料，其中，所述的有机添加剂包含增稠剂、稳定剂以及表面活性剂；增稠剂、稳定剂、表面活性剂的质量比为1∶(0.5～2)∶(0.2～1.1)。上述的石墨烯导电发热浆料，其中，所述的表面活性剂为聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或多种；所述的稳定剂为聚乙烯醇；所述的增稠剂为乙基纤维素。本专利技术还提供了上述的石墨烯导电发热浆料的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，制备改性石墨烯材料；步骤2，将树脂按比例溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解后按比例添加改性石墨烯材料和有机添加剂，并在常温下超声分散，优选为超声30min，混合均匀，制得石墨烯导电发热浆料；步骤3，采用步骤2所得的石墨烯导电发热浆料，通过半自动精密印刷机进行电路印刷，网版300目，胶膜厚度为20μm，印刷后在120℃固化10～20min，再进行电阻及发热速率测试。上述的石墨烯导电发热浆料的制备方法，其中，所述的步骤1还包含：步骤1.1，电场辅助剥离制备石墨烯：设计合成不同结构单元的手性碳分子，将其加入硫酸铵的电解液中，阴极和阳极均使用石墨箔电极，进行电化学剥离石墨制备石墨烯；步骤1.2，制备改性石墨烯材料：将步骤1.1制备的石墨烯配成悬浊液，加入NaOH，超声反应后冷却至室温，再进行高速离心，最后烘干得到改性石墨烯材料。上述的石墨烯导电发热浆料的制备方法，其中，所述的步骤1.1中的电化学剥离石墨制备石墨烯是在接通外部恒压电压后，首先在1.5V电压下预处理10min，进行手性分子对石墨电极层间的螺旋膨胀处理，然后将电压调至10V进行持续电化学剥离石墨制备石墨烯。上述的石墨烯导电发热浆料的制备方法，其中，所述的步骤1.2为：将步骤1.1制备的石墨烯配成1.5mg/ml悬浊液，取200ml液体，加入2.5mlNaOH，超声反应15min，反应温度50℃，反应结束后冷却至室温，高速离心，烘干得到改性石墨烯材料。本专利技术提供的石墨烯导电发热浆料及其制备方法具有以下优点：本专利技术制备的石墨烯导电发热浆料，该浆料添加了具有优良导电和远红外线发射功能的石墨烯，使得该浆料具有优异的导电发热性能。在电的引发激励下，通过石墨烯碳分子团产生“布朗运动”，由石墨烯碳分子间的互相撞击和摩擦从而产生热能，发出8-15μm的远红外光，其电、热转换率达99％以上。该浆料适用于丝网印刷，在PET、PI薄膜上都有着极强的附着力，发热性能功率稳定，功率衰减低，主要应用于远红外电热膜、红外取暖器、自发热地板、远红外电热壁画、远红外干燥箱等。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。本专利技术提供的石墨烯导电发热浆料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料65％～80％，改性石墨烯材料0.5％～20％，有机添加剂2.0％～25％。树脂材料包含脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种或多种及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100：1～6。树脂材料在制备石墨烯导电发热浆料时溶于溶剂中；树脂材料在溶剂中的质量百分比为2.0～9.5％。溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或多种。有机添加剂包含增稠剂、稳定剂以及表面活性剂。表面活性剂为聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或多种。稳定剂为聚乙烯醇。增稠剂为乙基纤维素。本专利技术还提供了该石墨烯导电发热浆料的制备方法，该方法包含：步骤1，制备改性石墨烯材料；步骤2，将树脂按比例溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌，在树脂完全溶解后按比例添加改性石墨烯材料和有机添加剂，并在常温下超声分散，混合均匀，制得石墨烯导电发热浆料；步骤3，采用步骤2所得的石墨烯导电发热浆料，通过半自动精密印刷机进行电路印刷，再进行电阻及发热速率测试。步骤1还包含：步骤1.1，电场辅助剥离制备石墨烯：设计合成不同结构单元的手性碳分子，将其加入硫酸铵的电解液中，阴极和阳极均使用石墨箔电极，进行电化学剥离石墨制备石墨烯；步骤1.2，制备改性石墨烯材料：将步骤1.1制备的石墨烯配成悬浊液，加入NaOH，超声反应后冷却至室温，再进行高速离心，最后烘干得到改性石墨烯材料。下面结合实施例对本专利技术提供的石墨烯导电发热浆料及其制备方法做更进一步描述。实施例1一种石墨烯导电发热浆料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料65％，改性石墨烯材料20％，有机添加剂15％。树脂材料包含脂环族环氧树脂及其相应的固化剂。树脂与固化剂的质量比为100∶1。树脂材料在制备石墨烯导电发热浆料时溶于溶剂中；树脂材料在溶剂中的质量百分比为2.0％。溶剂为松油醇。有机添加剂包含增稠剂、稳定剂以及表面活性剂。增稠剂、稳定剂、表面活性剂的质量比为1∶0.5∶0.2。表面活性剂为聚乙二醇。稳定剂为聚乙烯醇。增稠剂为乙基纤维素。实施例2一种石墨烯导电发热浆料，其原料按质量百分比计包含：树脂材料80％，改性石墨烯材料10％，有机添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的导电发热浆料的原料按质量百分比计包含：树脂材料65％～80％，改性石墨烯材料0.5％～20％，有机添加剂2.0％～25％。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的导电发热浆料的原料按质量百分比计包含：树脂材料65％～80％，改性石墨烯材料0.5％～20％，有机添加剂2.0％～25％。2.如权利要求1所述的石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的树脂材料包含脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、酚醛树脂中的任意一种或多种及其相应的固化剂；树脂与固化剂的质量比为100∶1～6。3.如权利要求2所述的石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的树脂材料在制备石墨烯导电发热浆料时溶于溶剂中；树脂材料在溶剂中的质量百分比为2.0～9.5％。4.如权利要求3所述的石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的溶剂为松油醇、柠檬酸三丁脂、邻苯二甲酸二丁酯中的任意一种或多种。5.如权利要求1所述的石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的有机添加剂包含增稠剂、稳定剂以及表面活性剂；增稠剂、稳定剂、表面活性剂的质量比为1∶(0.5～2)∶(0.2～1.1)。6.如权利要求5所述的石墨烯导电发热浆料，其特征在于，所述的表面活性剂为聚乙二醇或木质素磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或多种；所述的稳定剂为聚乙烯醇；所述的增稠剂为乙基纤维素。7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的石墨烯导电发热浆料的制备方法，其特征在于，所述的方法包含：步骤1，制备改性石墨烯材料；步骤2，将树脂按比例溶于溶剂中，通过搅拌机搅拌20min，在树脂完全溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，林忠义，
申请(专利权)人：常州兴烯石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32