[发明专利]一种复合导电油墨及其制备方法

说明书

本发明涉及导电材料技术领域，公开了一种复合导电油墨及其制备方法，包括如下质量含量的原料，石墨烯0.1‑30％；糖醛酸及吡喃衍生物树脂0.5‑15％；助剂0.1‑30％；溶剂30‑97.4％，该复合导电油墨具有导电性能优异，印刷图案质量轻，印刷适应性好、固化条件温和及成本低廉等优势，而且，糖醛酸及吡喃衍生物树脂、助剂以及溶剂均对人体和环境无毒，安全环保且原材料价格低廉，通过采用石墨烯代替常用的银粉铜粉等金属填料，降低了导电填料的填充量、减小了油墨和涂层的密度，具有抗沉降、成本低、无重金属污染，易于回收等优势，且石墨烯油墨没有迁移效应，稳定性和抗氧化性能好，导电性能较稳定。

技术领域

本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种复合导电油墨及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对电子产品需求日益增多，对可方便携带的更轻薄、柔性、可卷曲、可穿戴、高效率多功能的绿色环保型电子产品的需求越来越高。

石墨烯是一种由sp²杂化的碳原子构成的蜂窝状二维碳晶格材料，由于其在力学、电学和热学上表现出的优异性能而备受关注。柔性电子产品印刷方面，石墨烯成为导电油墨中导电填料的最佳选择，因其具有超过2×10⁵cm²/(V·s)的载流子迁移率，在目前已知材料中电子传导速率最快，而且电阻率也比铜或银低。

虽然，石墨烯具有超大的径厚比，容易与其它聚合物材料均匀复合，形成良好的复合界面，可以增强导电油墨交联后的固化物的机械强度，且石墨烯导电油墨具有柔性，但是，在实际应用上仍然存在着重大挑战，如：石墨烯晶体层数多，单层率比较低，影响石墨烯的导电性能，而且用于石墨烯分散的溶剂价格昂贵且不环保，使用了大量有机溶剂(NMP、DMF等)，产生的物质有毒，因此，为解决上述技术问题，急需研发出一种低成本、导电性能好、生态友好和可持续发展的石墨烯油墨配方和制作工艺，以满足工业化生产。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种复合导电材料及其制备方法，解决目前的石墨烯油墨导电性能差、有毒、价格昂贵以及制造工艺复杂，无法满足工业化生产的技术问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种复合导电油墨，包括如下质量含量的原料：

石墨烯 0.1-30％

糖醛酸及吡喃衍生物树脂 0.5-15％

助剂 0.1-30％

溶剂 30-97.4％。

优选地，所述糖醛酸及吡喃衍生物树脂为海藻酸钠、海藻酸丙二醇酯、海藻酸钾、海藻酸、果胶、瓜尔胶、阿拉伯胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。

优选地，所述助剂为增稠剂、增塑剂、触变剂、稳定剂、杀菌剂、润湿分散剂、偶联剂、促进剂、流平剂、消泡剂以及成膜助剂中的一种或多种。

优选地，所述溶剂为去离子水、乙醇、丁醇、异丙醇以及二氢乙烯基葡萄糖酮中的一种或多种。

优选地，所述石墨烯的层数为1-3层，其中，所述石墨烯的单层率大于80％。

优选地，所述石墨烯的片径为4-7μm。

优选地，所述油墨中树脂所含的糖醛酸环或吡喃环与石墨烯环的比例为1：(11-18)。

优选地，所述复合导电油墨的导电率为：0.26×10⁴S/m-1.79×10⁴S/m。