[发明专利]一种基于热固化石墨烯导电油墨印刷方法

说明书

本发明涉及导电油墨技术领域，公开了一种基于热固化石墨烯导电油墨印刷方法，包括以下步骤：S1.制备石墨烯导电油墨：将10～30份石墨烯、10～20份氯化聚丙烯树脂、20～60份溶剂、8～20份石墨烯量子点、20～70份单体、1～5份交联剂和1～10份助剂混合，进行超声分散，然后将分散物转移到研磨机内进行研磨，直到油墨细度小于10μm，得到石墨烯导电油墨；S2.喷墨：向步骤S1得到的石墨烯导电油墨中加入引发剂，加入量为单体的0.1～1wt%，按设计图形喷涂在基板表面上，整个过程是在80～150℃的氛围下进行。

技术领域

本发明涉及导电油墨技术领域，更具体地，涉及一种基于热固化石墨烯导电油墨印刷方法。

背景技术

随着科技的高速发展，集成电路的大规模使用，微电子器件越来越小型化，印刷电路、智能标签、柔性显示器件、传感器等的电子线路也向微小、精细化、多样性发展，其对导电油墨的需求越来越大。

石墨烯(Graphene)是一种由sp2碳原子组成的六方点阵蜂巢状的二维结构平面薄膜和二维材料，是继碳纳米管、富勒烯之后的又一重大发现。石墨烯呈现出新奇的物理特性，单层石墨烯具有良好的透明性，只吸收2.3％的光；常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s。石墨烯具有优异的导电性及物理机械性能，横向(面内)电导率高达10⁶S/m，极限强度可达130GPa，拉伸模量为1.01TPa，且导热性能好，热导率为5000W/(m·K)，密度仅为1.3～2g/cm³。由于石墨烯具有化学和热学性能优异、导电率大、比表面积大、机械强度大的特性，使得以石墨烯为基础的材料有着广泛的工业应用范围，可用吸附剂、催化剂载体、热传输媒体、复合材料、电子元件、电池/电容器等领域。

目前市场上已出现石墨烯油墨。然而，利用石墨烯制备导电材料时存在片层界面电阻，所制备的导电油墨易团聚，分散性差，实际导电性与石墨烯理论导电性差距很大。目前采用在石墨烯中添加纳米银的方式保证其导性能，该方法纳米银的添加量一般大于50wt％；纳米银的制备也繁琐复杂，这无疑增加了生产成本；另外，这种状态的导电油墨中石墨烯与纳米银均为固态，给油墨制备中颗粒的分散和某些印刷方式(如喷墨、直写)应用带来困难。

喷墨法制作PCB板的核心技术在于导电油墨的研制，利用喷墨技术制作导电通路，可以用于极其精细的配线图，并且能缩小最小线宽度和最小线间距从而得到高密度电路图案，在保证电阻率可以达到要求的条件下适当加入热固化树脂虽然能够提高导电涂层的力学性能，但是热固化树脂固化速度慢，不利于提高PCB板的分辨率。同时由于热固化树脂的固化温度较高，对基片材料耐高温性能的要求苛刻。

发明内容

本发明的要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，引入石墨烯量子点作为添加剂加入到石墨烯导电油墨，并且将注凝成形技术和喷墨法结合，提供一种基于热固化石墨烯导电油墨印刷方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种基于热固化石墨烯导电油墨印刷方法，包括以下步骤：

S1.制备石墨烯导电油墨：

将10～30份石墨烯、10～20份氯化聚丙烯树脂、20～60份溶剂、8～20份石墨烯量子点、20～70份单体、1～5份交联剂和1～10份助剂混合，进行超声分散，然后将分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试导电油墨细度，直到油墨细度小于10μm，得到石墨烯导电油墨；

S2.喷墨：

向步骤S1得到的石墨烯导电油墨中加入引发剂，加入量为单体的0.1～1wt％，按设计图形喷涂在基板表面上，整个过程是在80～150℃的氛围下进行。