一种导电油墨及其制备方法和柔性加热器技术

本发明专利技术提供了一种导电油墨及其制备方法，包括以下步骤：S1准备基础配制剂，S2合成铜纳米线，S3制备第一清洗液，S4清洗铜纳米线，S5铜纳米线烘干处理，S6合成铜镍核壳纳米线，S7清洗及储存，S8清洗及烘干，S9配制水性粘结剂，S10配制导电油墨。本发明专利技术所提供的导电油墨具有高抗氧化性和优良的导电性能并具有良好的印刷适性；其制备方法制作简单，方便高效；还提供了基于该导电油墨所制成的柔性加热器，所述柔性加热器在具备优秀的热稳定性和便携性的同时，还具有成本低，可批量生产的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种导电油墨及其制备方法和柔性加热器
本专利技术涉及导电材料制备及其应用
，特别涉及一种导电油墨及其制备方法和柔性加热器。
技术介绍
导电油墨是指用导电材料(金、银、铜和碳)分散在连结料中制成的糊状油墨，俗称糊剂油墨。其具有一定程度导电性质，可作为印刷导电点或导电线路之用。随着技术的发展，导电油墨的应用领域日益广泛。柔性加热器就是其基材均采用轻薄柔软、易弯曲、形状可配合各种设计和使用要求而定制的加热器。可广泛应用于玻璃除雾、药物输送和人体可穿戴热疗设备中。在相关技术中，柔性加热器通常是将导电填料形成的导电网络沉积到各种柔性基底上或者嵌入弹性基底中制成。目前，已有多种技术用来制备柔性加热器，例如旋涂、喷涂、电流体打印、静电纺丝等。而对于柔性加热器来说，其热稳定性能的优劣是考量其产品质量的重要指标之一，而影响柔性加热器热稳定性能的因素有很多，其中，导电材料起着至关重要的作用。目前用来制备高性能柔性加热器的导电材料有很多，例如石墨烯、金属纳米线、混合材料等等。相比较而言，银纳米线由于具有优异的导电性能，被认为是制备柔性加热器的合适材料。然而银作为稀有金属价格昂贵，无法满足柔性加热器的大规模实际应用需求。虽然铜和银的导电性能相当，并且价格比银便宜很多倍，但铜纳米线在室温条件下的抗氧化能力较差，会使柔性加热器的热稳定性能变差，最终无法正常稳定工作。基于上述应用需求，有必要提供一种价格便宜、导电性能和抗氧化性能强的导电材料。
技术实现思路
有鉴于上述现有导电材料技术中缺乏价格便宜、导电性能和抗氧化性能强的导电材料的技术需求，本专利技术的目的之一是提供一种导电油墨的制备方法，包括如下步骤：S1准备基础配制剂，先将三水合硝酸铜溶解在去离子水中制成第一配制剂，再将氢氧化钠溶解在去离子水中制成第二配制剂，然后将葡萄糖溶解在去离子水中制成第三配制剂；S2合成铜纳米线，将所述第一配制剂、所述第二配制剂、所述第三配制剂依次混合并搅拌均匀，然后加入无水乙二胺，再次搅拌均匀后，将得到的混合溶液进行加热后得到铜纳米线；S3制备第一清洗液，将聚乙烯吡咯烷酮(MW＝10000)和N,N二乙基羟胺与去离子水混合得到第一清洗液；S4清洗铜纳米线，用所述第一清洗液对所述铜纳米线进行清洗，将清洗后的铜纳米线储存于第一清洗液中；S5铜纳米线烘干处理，将S4步骤中得到的铜纳米线用去离子水清洗若干次后，放入烘箱中烘干；S6合成铜镍核壳纳米线，将S5步骤中得到的铜纳米线和乙酰丙酮镍、油胺加入烧瓶中，然后将烧瓶放入磁力搅拌器中搅拌加热，将加热后的溶液冷却，再将冷却后的溶液用离心机进行离心分离后得到铜镍核壳纳米线；S7清洗及储存，将S6步骤中合成的铜镍核壳纳米线分别用环己烷和无水乙醇清洗若干遍后将其存储于无水乙醇中；S8清洗及烘干，将无水乙醇中的铜镍核壳纳米线用去离子水清洗若干次后放入烘箱中烘干处理；S9配制水性粘结剂，将羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮(MW＝360000)均匀溶解在去离子水中，得到水性粘结剂；S10配制导电油墨，将所述铜镍核壳纳米线与所述水性粘结剂按预定的质量比混合均匀后制得导电油墨。优选的，在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所述油胺的量分别为：0.3g铜纳米线、0.62g乙酰丙酮镍、65mL油胺。优选的，在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所述油胺的量分别为：0.2g铜纳米线、0.82g乙酰丙酮镍、75mL油胺。优选的，在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所述油胺的量分别为：0.15g铜纳米线、0.92g乙酰丙酮镍、80mL油胺。优选的，所述S1步骤中的配制方法为：所述第一配制剂，将1.05g-2.05g三水合硝酸铜溶解在44ml-84ml去离子水中；所述第二配制剂，将131g-253g氢氧化钠溶解在408ml-792ml去离子水中；所述第三配制剂，将41g-79gD(+)葡萄糖溶解在41ml-79ml去离子水中。优选的，所述S2步骤中，将所述混合溶液放入烘箱中以55℃-65℃的温度加热4h后得到铜纳米线；所述S3步骤中，所述第一清洗液的配制方法为：将质量分数为1％的聚乙烯吡咯烷酮(MW＝10000)和1％的N,N二乙基羟胺与去离子水混合；所述S5步骤中，所述烘干步骤包括将清洗后的所述铜纳米线放入真空烘箱中，在37℃条件下烘干2h。优选的，所述S6步骤中，将S5步骤中得到的铜纳米线和乙酰丙酮镍、油胺加入三口烧瓶中，然后将三口烧瓶放入磁力搅拌器中以600转/分钟-800转/分钟的转速，并在110℃的温度下搅拌加热0.5h；再将磁力搅拌器的转速降至500转/分钟，温度升至190℃后反应1.5h；将反应完成后的溶液冷却，再将冷却后的溶液用离心机进行离心分离后得到铜镍核壳纳米线。优选的，所述S10步骤中，所述铜镍核壳纳米线与所述水性粘结剂的质量比为19:32。基于以上制备方法，本专利技术的目的之二是提供一种导电油墨，采用上述制备方法制成。基于以上获得的导电油墨，本专利技术的目的之三是提供一种柔性加热器，所述柔性加热器采用以下步骤制成；A1印制，采用丝网印刷技术，将上述导电油墨沉积到承印物表面制成柔性加热器坯体，所述承印物采用柔性基底材料制成；A2柔性加热器成型，将A1步骤中得到的所述柔性加热器坯体放置于90℃烘箱中烘干30min后制成所述柔性加热器。本专利技术提供了一种导电油墨，该导电油墨具有高抗氧化性和优良的导电性能并具有良好的印刷适性；还提供了所述导电油墨的制备方法，采用本方法制作更加简单，方便高效；还提供了基于该导电油墨所制成的柔性加热器，所述柔性加热器在具备优秀的热稳定性和便携性的同时，还具有成本低，可批量生产的有益效果。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明。实施例1：一种导电油墨的制备方法，包括如下步骤：S1准备基础配制剂，先将1.05g三水合硝酸铜溶解在44mL去离子水中制成第一配制剂，再将131g氢氧化钠溶解在408mL去离子水中制成第二配制剂，最后将41gD(+)葡萄糖溶解在41mL去离子水中制成第三配制剂；S2合成铜纳米线，按顺序依次将所述第一配制剂、所述第二配制剂、所述第三配制剂混合并手动搅拌均匀，然后加入9.2mL无水乙二胺，再次快速搅拌均匀后，将得到的混合溶液放入烘箱中以60℃的温度条件加热4h。反应结束后，铜纳米线将漂浮在溶液表面，至此合成铜纳米线。S3制备第一清洗液，将质量分数为1％的聚乙烯吡咯烷酮(MW＝10000)和1％的N,N二乙基羟胺与去离子水混合得到第一清洗液；S4清洗铜纳米线，用所述第一清洗液对所述铜纳米线进行清洗，清洗5次后，将铜纳米线分散储存于第一清洗液中；S5铜纳米线烘干处理，将S4步骤中得到的铜纳米线用去离子水清洗3次后，放入真空烘箱中以37℃的温度条件烘干2h；S6合成铜镍核壳纳米线，称取0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导电油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1准备基础配制剂，先将三水合硝酸铜溶解在去离子水中制成第一配制剂，再将氢氧化钠溶解在去离子水中制成第二配制剂，然后将葡萄糖溶解在去离子水中制成第三配制剂；/nS2合成铜纳米线，将所述第一配制剂、所述第二配制剂、所述第三配制剂依次混合并搅拌均匀，然后加入无水乙二胺，再次搅拌均匀后，将得到的混合溶液进行加热后得到铜纳米线；/nS3制备第一清洗液，将聚乙烯吡咯烷酮(MW＝10000)和N,N二乙基羟胺与去离子水混合得到第一清洗液；/nS4清洗铜纳米线，用所述第一清洗液对所述铜纳米线进行清洗，将清洗后的铜纳米线储存于第一清洗液中；/nS5铜纳米线烘干处理，将S4步骤中得到的铜纳米线用去离子水清洗若干次后，放入烘箱中烘干；/nS6合成铜镍核壳纳米线，将S5步骤中得到的铜纳米线和乙酰丙酮镍、油胺加入烧瓶中，然后将烧瓶放入磁力搅拌器中搅拌加热，将加热后的溶液冷却，再将冷却后的溶液用离心机进行离心分离后得到铜镍核壳纳米线；/nS7清洗及储存，将S6步骤中合成的铜镍核壳纳米线分别用环己烷和无水乙醇清洗若干遍后将其存储于无水乙醇中；/nS8清洗及烘干，将无水乙醇中的铜镍核壳纳米线用去离子水清洗若干次后放入烘箱中烘干处理；/nS9配制水性粘结剂，将羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮(MW＝360000)均匀溶解在去离子水中，得到水性粘结剂；/nS10配制导电油墨，将所述铜镍核壳纳米线与所述水性粘结剂按预定的质量比混合均匀后制得导电油墨。/n...

【技术特征摘要】
1.一种导电油墨的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1准备基础配制剂，先将三水合硝酸铜溶解在去离子水中制成第一配制剂，再将氢氧化钠溶解在去离子水中制成第二配制剂，然后将葡萄糖溶解在去离子水中制成第三配制剂；
S2合成铜纳米线，将所述第一配制剂、所述第二配制剂、所述第三配制剂依次混合并搅拌均匀，然后加入无水乙二胺，再次搅拌均匀后，将得到的混合溶液进行加热后得到铜纳米线；
S3制备第一清洗液，将聚乙烯吡咯烷酮(MW＝10000)和N,N二乙基羟胺与去离子水混合得到第一清洗液；
S4清洗铜纳米线，用所述第一清洗液对所述铜纳米线进行清洗，将清洗后的铜纳米线储存于第一清洗液中；
S5铜纳米线烘干处理，将S4步骤中得到的铜纳米线用去离子水清洗若干次后，放入烘箱中烘干；
S6合成铜镍核壳纳米线，将S5步骤中得到的铜纳米线和乙酰丙酮镍、油胺加入烧瓶中，然后将烧瓶放入磁力搅拌器中搅拌加热，将加热后的溶液冷却，再将冷却后的溶液用离心机进行离心分离后得到铜镍核壳纳米线；
S7清洗及储存，将S6步骤中合成的铜镍核壳纳米线分别用环己烷和无水乙醇清洗若干遍后将其存储于无水乙醇中；
S8清洗及烘干，将无水乙醇中的铜镍核壳纳米线用去离子水清洗若干次后放入烘箱中烘干处理；
S9配制水性粘结剂，将羧甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮(MW＝360000)均匀溶解在去离子水中，得到水性粘结剂；
S10配制导电油墨，将所述铜镍核壳纳米线与所述水性粘结剂按预定的质量比混合均匀后制得导电油墨。


2.根据权利要求1所述的一种导电油墨的制备方法，其特征在于：在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所述油胺的量分别为：0.3g铜纳米线、0.62g乙酰丙酮镍、65mL油胺。


3.根据权利要求1所述的一种导电油墨的制备方法，其特征在于：在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所述油胺的量分别为：0.2g铜纳米线、0.82g乙酰丙酮镍、75mL油胺。


4.根据权利要求1所述的一种导电油墨的制备方法，其特征在于：在所述S6步骤中，所述铜纳米线、所述乙酰丙酮镍、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟，余功合，宋燕军，
申请(专利权)人：明鑫深圳技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44