一种低电压发热油墨及其制备方法技术

本发明专利技术提供的低电压发热油墨在较低的工作电压下，可以获得较好的发热效果；该低电压发热油墨具有较大的粘度和有较好的触变性，在印刷过程中剪切力的作用下该油墨的粘度瞬间降低，形成较厚的碳膜，在印刷完成后粘度迅速提高，使得油墨不在承印物上扩散，提高油墨的印刷适应性，适用于丝网印刷；黄原胶能起到分散剂的作用，可以取代部分丙烯酸树脂，少量松香树脂的加入，能弥补黄原胶较差的附着力和机械性能；在黄原胶和松香树脂的共同作用下，油墨中丙烯酸树脂的整体比例降低，制备的低电压发热油墨干燥后形成的碳膜中炭黑、石墨、碳纳米管的比例增大，导电性能优异；且黄原胶和松香树脂均为生物质材料，能起到节能环保的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种低电压发热油墨及其制备方法
本专利技术涉及一种低电压发热油墨及其制备方法，属于发热油墨

技术介绍
油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷或喷绘将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。用于书刊、包装装潢、建筑装饰及电子线路板材等各种印刷。随着社会需求增大，油墨品种和产量也相应扩展和增长。发热油墨是以非金属导体材料的碳系微粒均匀地分布于印刷面上的印刷油墨。发热油墨通过石墨粉和碳粉的不同比例的搭配来满足电热转化的要求，电热转化效率达90％以上，作为一种新材料、新技术越来越被重视。然而，目前的发热油墨的电热性能不稳定，尤其在低电压下的发热效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种在较低电压下发热效果优良的低电压发热油墨及其制备方法。实现本专利技术目的所采用的技术方案是：该低电压发热油墨，由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。所述pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。所述分散剂为DisponerW-518型水性润湿分散剂、DisponerW-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSEFX600型水性润湿分散剂或NUOSPERSEFX365型水性润湿分散剂中的一种或以任意比例混合的几种。所述消泡剂为DefomW-0506型水性消泡剂、TEGOFoamex805型水性消泡剂或SF-809B型标美硅氟消泡剂中的一种或以任意比例混合的几种。本专利技术同时提供了一种基于所述低电压发热油墨的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按质量份数分别称取低电压发热油墨的各组分，将水性丙烯酸树脂、松香树脂、pH调节剂和去离子水搅拌，混合均匀后，依次加入炭黑、石墨、碳纳米管分散液和黄原胶，搅拌均匀，最后加入分散剂和消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；(2)将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，搅拌均匀后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。本专利技术技术方案所具有的有益效果在于：(1)本专利技术提供的低电压发热油墨，以黄原胶和松香树脂这些生物质材料为原料，起到节能环保的作用。(2)在黄原胶和松香树脂的共同作用下，油墨中丙烯酸树脂的整体比例降低，使得制备的低电压发热油墨干燥后形成的碳膜中炭黑、石墨和碳纳米管这些导电填料的比例增大，导电性能优异。(3)该低电压发热油墨具有较大的粘度和有较好的触变性，在印刷过程中剪切力的作用下该油墨的粘度瞬间降低，形成较厚的碳膜，在印刷完成后粘度迅速提高，使得油墨不在承印物上扩散，提高油墨的印刷适应性，适用于丝网印刷。(4)低电压发热油墨在较低的工作电压下，可以获得较好的发热效果。发热效率高，升温速率快。附图说明图1(a)是本专利技术实施例1中制备的3cm×3cm低电压发热油墨块在不同电压下的运行情况；图1(b)是实施例1中低电压发热油墨块在连续不间断变化电压条件下的运行情况；图2是实施例1中低电压发热油墨块温度与时间的变化关系；图3是本实施例1中低电压发热油墨块的发热温度与功率密度的函数关系；图4为本实施例1中低电压发热油墨块的伏-安关系；图5为本实施例1中低电压发热油墨块的输入电压与饱和温度关系图。具体实施方式结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供的低电压发热油墨，由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。所述pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。所述分散剂为DisponerW-518型水性润湿分散剂、DisponerW-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSEFX600型水性润湿分散剂或NUOSPERSEFX365型水性润湿分散剂中的一种或以任意比例混合的几种。所述消泡剂为DefomW-0506型水性消泡剂、TEGOFoamex805型水性消泡剂或SF-809B型标美硅氟消泡剂中的一种或以任意比例混合的几种。本专利技术同时提供了一种基于所述低电压发热油墨的制备方法，具体包括以下步骤：(1)按质量份数分别称取低电压发热油墨的各组分，将水性丙烯酸树脂、松香树脂、pH调节剂和去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入炭黑、石墨、碳纳米管分散液和黄原胶，搅拌均匀，最后加入分散剂和消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；(2)将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中搅拌1～3h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。该低电压发热油墨的制备过程中，黄原胶能与炭黑、石墨和碳纳米管这些导电填料和去离子水，形成稳定的三维网络结构，使得机械研磨过程产生的石墨烯、炭黑以及石墨，具有更好的分散稳定性；黄原胶作为一种生物质水凝胶，能与去离子水等溶剂形成一种可逆的水凝胶，减少了油墨中游离的水分子，提高了油墨的粘度，且该可逆水凝胶的存在，使得制备的低电压发热油墨，静置状态下的粘度大于10000mPa·s，在60r/min的转速搅拌下，低电压发热油墨的粘度下降为4000～5000mPa·s，停止搅拌后，低电压发热油墨的粘度又恢复到10000mPa·s以上。实施例1：按质量份数分别称取7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、6％的石墨、10％的炭黑、35％的碳纳米管分散液、0.5％甲酰胺、0.5％的乙醇胺、5％的DisponerW-518型水性润湿分散剂、0.3％的黄原胶、0.5％的TEGOFoamex805型水性消泡剂和28.2％的去离子水。将7％的水性丙烯酸树脂、7％的松香树脂、0.5％甲酰胺、0.5％的乙醇胺和28.2％的去离子水置于搅拌釜中搅拌5～10min，混合均匀后，依次加入10％的炭黑、6％的石墨、35％的碳纳米管分散液和0.3％的黄原胶，搅拌均匀，最后加入5％的DisponerW-518型水性润湿分散剂和0.5％的TEGOFoamex805型水性消泡剂，搅拌均匀形成初级发热油墨；将初级发热油墨与球磨珠按照质量比3:1混合后，置于电动搅拌机中混合分散2h后取出过滤，最后将初级发热油墨置于砂磨机中研磨至粒径为5μm以下，获得低电压发热油墨。本实施例中获得的低电压发热油墨，在12r/min的转速搅拌下粘度为9000～11000mPa·s，在60r/min的转速搅拌下粘度为4000～5000mPa·s，干燥后油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低电压发热油墨，其特征在于，所述低电压发热油墨由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.一种低电压发热油墨，其特征在于，所述低电压发热油墨由以下质量百分数的组份组成：5～10％的水性丙烯酸树脂、5～10％的松香树脂、5～15％的石墨、3～10％的炭黑、0～50％的碳纳米管分散液、0.5～1.5％的pH调节剂、1～5％的分散剂、0～1％的黄原胶、0.5～1％的消泡剂和10～50％的去离子水。


2.根据权利要求1所述的低电压发热油墨，其特征在于：pH调节剂为甲酰胺、乙醇胺或氨水中的一种或以任意比例混合的几种。


3.根据权利要求1所述的低电压发热油墨，其特征在于：分散剂为DisponerW-518型水性润湿分散剂、DisponerW-920型水性润湿分散剂、NUOSPERSEFX600型水性润湿分散剂或NUOSPERSEFX365型水性润湿分散剂中的一种或以任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，叶双莉，王鑫，廖宇，刘汉东，谷思怡，黄月，张海斋，孙基素，马晓花，李庆芝，赵美君，宋蓉，程凯兴，魏旭冉，陈袁，
申请(专利权)人：武汉世帝牧文化传媒有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42