本发明专利技术涉及一种导电浆料及其制备方法、导电层及其制备方法和发热膜。导电浆料包括如下质量份的原料：改性聚氨酯乳液50份~70份、第一导电填料5份~30份、第二导电填料2份~15份、分散剂5份~20份、以及溶剂200份~300份；其中，改性聚氨酯乳液为含氟丙烯酸酯单体改性的水性聚氨酯乳液；第一导电填料包括石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯中的一种或多种，第二导电填料包括导电炭黑、石墨、碳纳米管和碳纤维中的一种或多种。本发明专利技术通过改性聚氨酯乳液、第一导电填料和第二导电填料等原料以特定配比进行配合，制得的导电浆料成膜后具有导电性好、粘接能力强和可耐多次水洗等优点，非常适用于制备可穿戴发热产品。
1、发热膜是一种通电后能发热的发热元件。其中，石墨烯发热膜是将含有石墨烯的导电浆料制成导电层，并将该导电层与柔性电路板、胶膜和封装层等组件连接而成，具有柔软性优异、发热速度快、低压安全性高、耐弯折性好等优点，广泛应用于制作可穿戴发热产品领域，例如发热马甲、发热电热毯、发热腰带等。
2、导电浆料是石墨烯发热膜的核心材料，通常由导电填料和高分子粘结剂等原料组成，其中，导电填料包括石墨烯、石墨和导电炭黑等碳系材料，高分子粘结剂包括聚酯、聚氨酯和环氧树脂等高分子材料。其中，水性聚氨酯具有优异的安全性、环保性、耐化学性和耐油性等特点，并且成膜后力学性能高和柔韧性好，通常被选为与石墨烯相配合的高分子粘结剂。但是，水性聚氨酯含有较多的亲水基团，使得含有水性聚氨酯的导电浆料的耐水性不好，导致其成膜后的耐水性也很差，经过多次水洗后粘接能力明显降低，极易从柔性电路板上脱落。同时，石墨烯的分散性不好，容易发生团聚现象，与水性聚氨酯之间的相容性也不好，使得导电浆料成膜后的导电性能和力学强度都不够理想，限制了石墨烯发热膜在可穿戴发热产品领域的应用。
1、基于此，有必要提供一种导电浆料、导电层及其制备方法和发热膜，以克服水性聚氨酯含有较多亲水基团、石墨烯的分散性差以及石墨烯与水性聚氨酯间的相容性不好，导致大多数导电浆料成膜后的耐水洗性能、导电性能和力学强度都不够理想的问题。
>2、本专利技术的上述目的是通过如下技术方案进行实现的：3、本专利技术第一方面，提供一种导电浆料，包括如下质量份的原料：
4、改性聚氨酯乳液50份~70份、
5、第一导电填料5份~30份、
6、第二导电填料2份~15份、
7、分散剂5份~20份、以及
8、溶剂200份~300份；
9、其中，所述改性聚氨酯乳液为含氟丙烯酸酯单体改性的水性聚氨酯乳液；
10、所述第一导电填料包括石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯中的一种或多种；
11、所述第二导电填料包括导电炭黑、石墨、碳纳米管和碳纤维中的一种或多种。
12、在其中一个实施例中，所述改性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
13、混合所述含氟丙烯酸酯单体、引发剂和含有碳碳双键的水性聚氨酯，进行自由基共聚合反应，制备所述改性聚氨酯乳液。
14、在其中一个实施例中，所述含氟丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸八氟戊酯中的一种或多种；
15、在其中一个实施例中，所述含氟聚丙烯酸枝单体在所述改性聚氨酯中的质量占比≤10%。
16、在其中一个实施例中，所述含氟丙烯酸酯单体与所述水性聚氨酯的质量比为1：（9~45）。
17、在其中一个实施例中，所述水性聚氨酯以水性聚氨酯乳液的形式提供，且水性聚氨酯乳液的固含量为30%~45%。
18、在其中一个实施例中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂；
19、其中，所述第一分散剂包括聚乙烯吡咯烷酮；和/或，
20、所述第二分散剂包括曲拉通x-100、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯月桂醚和阿拉伯树胶粉中的一种或多种。
21、在其中一个实施例中，所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；
22、其中，所述第一溶剂包括水；和/或，
23、所述第二溶剂包括乙二醇、二丙二醇甲醚、甘油、丙酮和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
24、在其中一个实施例中，所述第一导电填料、所述第一分散剂和所述第一溶剂的质量比为（4~6）：1：（40~600）；
25、在其中一个实施例中，所述第二导电填料、所述第二分散剂和所述第二溶剂的质量比为（2~15）：（2~15）：（20~50）
26、在其中一个实施例中，所述导电浆料还包括增稠剂和消泡剂中的一种或多种。
27、在其中一个实施例中，所述增稠剂在所述导电浆料中的质量占比为2%~5%。
28、在其中一个实施例中，所述消泡剂在所述导电浆料中的质量占比为0.2%~0.5%。
29、在其中一个实施例中，所述增稠剂包括聚氨酯增稠剂、羧甲基纤维素、丙二醇藻蛋白酸酯、甲基纤维素和聚氧乙烯中的一种或多种；
30、在其中一个实施例中，所述消泡剂包括聚醚类消泡剂、聚乙烯醇类消泡剂和脂肪酸酰胺类消泡剂中的一种或多种。
31、本专利技术第二方面，提供一种上述所述的导电浆料的制备方法，其包括以下步骤：
32、混合改性聚氨酯乳液、第一导电填料、第二导电填料、分散剂和溶剂，制备所述导电浆料。
33、在其中一个实施例中，混合改性聚氨酯乳液、第一导电填料、第二导电填料、分散剂和溶剂，包括以下步骤：
34、将第一导电填料和第一分散剂分散于第一溶剂中，制备石墨烯分散液；
35、混合所述改性聚氨酯乳液、所述石墨烯分散液、所述第二导电填料、第二分散剂和第二溶剂，制备所述导电浆料。
36、本专利技术第三方面，提供一种导电层的制备方法，其包括以下步骤：
37、将上述所述的导电浆料进行成膜处理和烘干处理，制备所述导电层。
38、在其中一个实施例中，所述成膜处理包括刮刀涂布处理、丝网印刷处理和喷涂处理中的一种或多种。
39、在其中一个实施例中，所述烘干处理的温度为50℃~100℃。
40、本专利技术第四方面，提供一种导电层，其采用上述所述的导电层的制备方法制得。
41、本专利技术第五方面，提供一种发热膜，其含有上述所述的导电层。
42、本专利技术具有以下有益效果：
43、本专利技术选用的改性聚氨酯乳液为含氟丙烯酸酯单体改性的水性聚氨酯乳液，得益于c-f键的键长短和键能大的特点，其具有低的分子间作用力和低的表面能，使得导电浆料表现出良好的疏水性和疏油性，成膜后在膜层表面形成一个疏水保护层，防止水或亲水基团的渗入，从而提高导电浆料成膜后的粘接能力和耐水洗能力。通过两种导电填料的协同配合，能够使第二导电填料填充于第一导电填料的片层之间，并形成点面结合或线面结合的导电网络，有利于提升导电浆料成膜后的导电性能和力学强度。添加分散剂，可改善两种导电填料在导电浆料中的分散均匀性，避免出现团聚现象而造成导电性劣化和力学强度减弱等现象。添加溶剂，可改善两种导电填料与改性聚氨酯之间的相容性，增强导电浆料成膜后的粘接能力。因此，本专利技术通过改性聚氨酯乳液、第一导电填料和第二导电填料等原料以特定配比进行配合，制得耐水性优异的导电浆料，并且该导电浆料成膜后具有导电性好、粘接能力强和可耐多次水洗等优点，非常适用于制备可穿戴发热产品。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导电浆料，其特征在于，包括如下质量份的原料：
2.如权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的导电浆料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液满足以下条件中的一个或多个：
4.如权利要求1~3任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂；
5.如权利要求4所述的导电浆料，其特征在于，所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；
6.如权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
7.如权利要求1~3任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料还包括增稠剂和消泡剂中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的导电浆料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
9.一种如权利要求1~8任一项所述的导电浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的导电浆料，其特征在于，混合改性聚氨酯乳液、第一导电填料、第二导电填料、分散剂和溶剂，包括以下步骤：
11.一种导电层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
12.如权利要求11所述的导电层的制备方法，其特征在于，所述成膜处理包括刮刀涂布处理、丝网印刷处理和喷涂处理中的一种或多种。
13.如权利要求11所述的导电层的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的温度为50℃~100℃。
14.一种导电层，其特征在于，采用如权利要求11~13任一项所述的导电层的制备方法制得。
15.一种发热膜，其特征在于，含有如权利要求14所述的导电层。
...
【技术特征摘要】
1.一种导电浆料，其特征在于，包括如下质量份的原料：
2.如权利要求1所述的导电浆料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液的制备方法包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的导电浆料，其特征在于，所述改性聚氨酯乳液满足以下条件中的一个或多个：
4.如权利要求1~3任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂；
5.如权利要求4所述的导电浆料，其特征在于，所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂；
6.如权利要求5所述的导电浆料，其特征在于，满足以下条件中的一个或多个：
7.如权利要求1~3任一项所述的导电浆料，其特征在于，所述导电浆料还包括增稠剂和消泡剂中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的导电浆料，其特征在于，满足以下条件中的一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：张晓梅，潘卓成，潘智军，周明，刘承杰，
申请(专利权)人：德州宇航派蒙石墨烯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。