[发明专利]透明石墨烯油墨及其制备方法、应用该透明石墨烯油墨的发热玻璃及其制备方法

说明书

本发明主要目的是提出一种透明石墨烯油墨及其制备方法、应用该透明石墨烯油墨的发热玻璃及其制备方法。该透明石墨烯油墨以质量百分含量计由10～40％石墨烯分散液、40～60％导电聚合物水溶液、5～10％附着力促进剂、1～5％表面活性剂组成，去离子水补足余量；其制备方法包括：将去离子水、石墨烯分散液和导电聚合物水溶液混合，超声分散；于超声分散中添加附着力促进剂和表面活性剂，分散均匀得透明石墨烯油墨；将其涂布于玻璃基板表面，烘干；在石墨烯油墨层两边涂布导电材料，烘干得发热玻璃。该透明石墨烯油墨透光率高、附着力好、方阻低，将其应用于玻璃上可在低压通电时加热玻璃，实现防雾除冰除雪的效果，从而更加实用。

技术领域

本发明属于石墨烯油墨技术领域，尤其涉及一种透明石墨烯油墨及其制备方法、应用该透明石墨烯油墨的发热玻璃及其制备方法。

背景技术

随着智能时代的到来，透明玻璃的除雪除冰防雾的问题受到关注。层出不穷的发热玻璃也应运而生，现阶段市场上的发热玻璃大都是采用透明导电膜、夹丝的方式产生热量来达到除雾除冰防霜的效果，这些方式虽在一定的方式上能够达到要求，但都有各自的缺陷和局限性：透明导电膜是既有高的导电性，又对可见光有很好的透光性，但这种透明膜一般都含有金属微粒或者氧化物半导体微粒，这种方式增加了导电膜的成本；夹丝方式对电热丝生产和玻璃加工工艺要求高，稍有差错容易导致玻璃透明度低，影响人们视觉效果。电加热玻璃不仅要在通电的情况下加热玻璃来起到除雾除冰防霜的效果，而且还要保证玻璃的透明度，电热性能稳定等必需的使用要求。

石墨烯是近年来新兴的一种碳材料，具有极为优良的性质，包括极高的机械强度、极高的载流子迁移率、很高的光透过率、化学稳定性、导热性等，在电子学器件、透明导电薄膜、等许多领域有广泛而重要的应用前景，越来越受到人们的重视。将玻璃与石墨烯的优点相结合以形成成本低廉、易于加工、机械性能优秀、兼具透明性与导电性的新材料，是相关领域研究的重点之一。

现行通用的石墨烯发热玻璃制备方法包括：1)采用化学气相沉积法或是直接生长法等制备石墨烯薄膜，通过转移的方法复合到玻璃基材上。该方法对设备有较高要求，操作复杂，因而成本偏高。2)采用石墨烯等纳米碳材料制备成溶液涂布在玻璃基材上。该方法所制产品综合性能普遍较差，如透光率低、附着力差等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种透光率高、附着力好、方阻低的透明石墨烯油墨，将其应用在玻璃上可以在低压通电的情况下达到加热防雾去冰的效果，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种透明石墨烯油墨，以质量百分含量计，其由以下原料组成：

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的透明石墨烯油墨，其中所述的石墨烯分散液中，石墨烯的层数为1～5层，片径为3～10μm，其在分散液中的质量百分含量为3％。

优选的，前述的透明石墨烯油墨，其中所述的导电聚合物水溶液中，导电聚合物为PEDOT和PSS，其中PEDOT和PSS两种聚合物的总量在水溶液中的质量百分含量为1.3％～1.7％。

优选的，前述的透明石墨烯油墨，其中所述的附着力促进剂选自水性聚氨酯、水性丙烯酸树脂、聚乙烯醇、水性聚酯、水性醇酸树脂、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、苯乙烯马来酸树脂、水性环氧树脂和三聚氰胺树脂中的至少一种。

优选的，前述的透明石墨烯油墨，其中所述的表面活性剂选自聚羧酸铵盐类分散剂、聚硅氧烷类分散剂、聚羧酸钠盐类分散剂、共聚物类分散剂和磺酸盐类分散剂中的至少一种。

本发明的第二个目的在于提供一种透光率高、附着力好、方阻低的透明石墨烯油墨的制备方法。