[发明专利]一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法，涉及一种导电油墨。本发明所述的石墨烯复合导电油墨，以重量份计，包括树脂10‑20份、石墨烯纳米银粉10‑20份、碳纳米管5‑10份、有机溶剂10‑20份、分散剂1‑3份、消泡剂1‑3份、抗氧剂1‑3份，其中：所述石墨烯纳米银粉利用光致还原法制得。本发明制备的石墨烯复合导电油墨作为导电剂时，导电纳米银颗粒很好地负载在石墨烯片上，结构稳定，不易脱落，同时还充当导电网络的节点，增加导电网络通路的数量，能辅助完善石墨烯的导电网络，增加单位体积的导电粒子的数量，导电性高、电阻率低。另外，本发明制备方法得到的石墨烯复合导电油墨附着力强且硬度高。

技术领域

本发明涉及一种导电油墨，具体涉及一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法。

背景技术

导电油墨是指用导电材料例如金、银、铜和碳分散在连结料中制成的糊状油墨。具有一定程度导电性质，可作为印刷导电点或导电线路之用。按照导电填料的不同，导电油墨可分为金属系和非金属系两大类。金属系导电油墨主要以贵重金属作为导电填料，因其过高的成本在实际应用中受到很大限制。并且，金属系导电油墨自身存在着易迁移、硫化、抗焊锡侵蚀能力差、烧结过程容易开裂等缺陷。非金属导电油墨中主要以碳系导电油墨为主。碳系导电油墨虽然成本低，但其附着力差、涂层结构不稳定，在实际应用中易出现质量问题，目前研究较为成熟的导电银浆虽然导电性能优异，但银价格昂贵，制备成本过高，不利于其广泛应用。而普通碳系导电油墨中的常见填料包括炭黑、石墨和碳纤维等虽然成本低廉，但其稳定性差、导电性低，显然无法满足未来印刷电子行业的发展需求。

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是目前世界上最薄的二维材料，具有极其优异的光学、电学、力学性能，在材料学、微纳加工、光电器件、生物医学材料等领域均有大量的文献报道。随着石墨烯制备技术的发展，石墨烯导电油墨已经涉足各个应用领域，包括功能传感器、光伏电池、柔性电子屏、印刷微型电路以及射频识别等。但石墨烯导电油墨分散性差、易团聚，印刷适性差，不利于大规模生产。因此，研制一种低成本高性能的新型导电油墨成为当前研究的热点。目前将纳米银、石墨烯、碳纳米管三者复合制备导电油墨的报道还很少。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种石墨烯复合导电油墨及其制备方法。

为了实现本发明的上述第一个目的，本发明采用的技术方案如下：

一种石墨烯复合导电油墨，以重量份计，包括树脂10-20份、石墨烯纳米银粉10-20份、碳纳米管5-10份、有机溶剂10-20份、分散剂1-3份、消泡剂1-3份、抗氧剂1-3份。

进一步地，上述技术方案，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、氟碳树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂中的任一种或多种。

进一步地，上述技术方案，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、丙二醇、丙酮、四氢呋喃、甲酸乙酯、乙酸乙酯中的任一种或多种。

进一步地，上述技术方案，所述分散剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、TritonX-100(聚乙二醇辛基苯基醚)中的任一种。

进一步地，上述技术方案，所述消泡剂为有机硅氧烷类消泡剂。

进一步地，上述技术方案，所述抗氧剂为BHT、168中的任一种或多种。

进一步地，上述技术方案，所述石墨烯纳米银粉利用光致还原法制得，具体步骤如下：

将石墨烯置于光催化反应管内，然后向所述反应管内加入空穴捕获剂，超声至分散均匀，再加入硝酸银(AgNO₃)水溶液，混匀后将所得混合液置于可见光下光照还原反应1-5h，反应结束后，将产物离心，洗涤，干燥，得到所述的石墨烯纳米银粉。