[发明专利]石墨烯导电墨水及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯的技术领域，尤其涉及一种石墨烯导电墨水及其制备方法。

背景技术

导电墨水是发展电子元器件的基础，是封装、电极和互联的关键材料，应用于电子行业的各个领域。导电墨水的最终结构和纳米材料的应用是分不开的。无论导电墨水是用金属性导电或非金属性材料导电，导电墨水所含的导电材料都是纳米级材料，分别是纳米尺寸的大小和悬浮式结合喷头打印导电线路。导电墨水能够方便和快速设计线路，现今在液态上加入导电材料混合所制成的导电墨水，经打印技术，印在线路板上，喷墨式打印导电线路是常方便。

在现代电子产品飞快发展的年代，导电墨水由于加工方便，和解决一些传统线路板问题，因此，应用空间特别广泛，到目前为止，导电墨水所应用的材料研发上，正在迅速发展，甚至白热化阶段。导电墨水的关键在于导电材料的研究，我们亚天和聚亨科技研发团队应用三晶式石墨烯，三相离子镶嵌石墨烯晶格上，制造出石墨烯导电材料，应用在导电墨水上。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种附着力好的石墨烯导电墨水及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一种石墨烯导电墨水，以质量份数计算，包括以下成分：

三元三晶格石墨烯1-5份；

溶剂10-50份；

表面活性剂0.1-0.5份；

以及分散稳定剂0.1-0.5份；

所述三元三晶格石墨烯包括三晶格式石墨烯载体以及三种不同的镶嵌离子，所述三晶格式石墨烯载体的每个晶格由六个碳原子围合形成正六边形，三个晶格以两两共用两组碳碳双键的形式分布于同一平面上；三种不同的镶嵌离子分别装入三个不同的晶格内形成稳定的分子团结构。

其中，所述三元三晶格石墨烯中的三种不同的镶嵌离子分别为金属离子或非金属离子。

其中，三种不同的镶嵌离子分别为金离子、银离子以及铜离子。

其中，三种不同的镶嵌离子分别为银离子、铜离子以及硼离子。

其中，三种不同的镶嵌离子分别为铁离子、锰离子以及铝离子。

其中，三种不同的镶嵌离子分别为氯离子、溴离子以及碘离子。

其中，所述溶剂为水、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种；表面活性剂为硫化物、胺化物以及铵化物中的一种或几种；分散稳定剂为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

本发明一种石墨烯导电墨水的制备方法，包括以下步骤：

将三晶格式石墨烯载体与三种不同的镶嵌离子在渗透剂以及加温加压的作用下进行氧化还原反应，使不同的镶嵌离子分别稳定装入三晶格式石墨烯载体的不同晶格上形成三元三晶格石墨烯；

将三元三晶格石墨烯、溶剂、表面活性剂以及分散稳定剂进行充分混合反应；

静置后，除去溶剂，得到石墨烯导电墨水。

其中，该石墨烯导电墨水以质量份数计算，包括1-5份的三元三晶格石墨烯，10-50份的溶剂，0.1-0.5份的表面活性剂以及0.1-0.5份的分散稳定剂。

其中，所述溶剂为水、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种；表面活性剂为硫化物、胺化物以及铵化物中的一种或几种；分散稳定剂为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明采用三元三晶格石墨烯作为导电基础，既满足了导电的需求，同时打印出来的导电墨水干后具有很强的附着能力。石墨烯的导电和导热方向是横向传导，由于有了离子的镶嵌，传导方式就可以纵向传导，能够使石墨烯导电效果从平面式进入立体式。嵌入不同的离子，可以添加不同离子的物理特性，方便制造不同要求的电路板。本发明的石墨烯导电墨水成本低廉，印刷效果好，将在未来印刷电路板方面起到很大作用。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面对本发明作进一步地描述。

第一实施例

本发明一种石墨烯导电墨水，以质量份数计算，包括以下成分：

三元三晶格石墨烯1份；

溶剂10份；

表面活性剂0.1份；

以及分散稳定剂0.1份；

三元三晶格石墨烯包括三晶格式石墨烯载体以及三种不同的镶嵌离子，三晶格式石墨烯载体的每个晶格由六个碳原子围合形成正六边形，三个晶格以两两共用两组碳碳双键的形式分布于同一平面上；三种不同的镶嵌离子分别装入三个不同的晶格内形成稳定的分子团结构。