[发明专利]一种石墨烯导电浆料的制备工艺

说明书

本发明涉及导电浆料领域，尤其涉及一种石墨烯导电浆料的制备工艺，本发明所述的石墨烯导电浆料的制备工艺，包括：1)石墨预处理：利用高锰酸钾和浓硫酸按一定比例组成的混合物对鳞片石墨预处理；2)剥离：向氧化产物中加入试剂，DMF和水以一定的体积比混合作为溶剂，超声剥离；3)置换：加入环己酮和松油醇的混合溶剂进行置换；4)加入助剂，分散过滤，得石墨烯导电浆料。将DMF和水混合作为溶剂可制备出分散良好的油墨，聚乙烯醇与氧化石墨混合能增强石墨片的剥离，提供稳定的喷墨打印。乙基纤维素作为稳定剂，并采用乙醇调整导电浆料的黏度和表面张力以适应喷墨打印的要求，制备出的石墨烯油墨浓度高、稳定性好，且其流体特征符合喷墨打印技术要求。

技术领域

本发明属于导电浆料领域，尤其涉及一种石墨烯导电浆料的制备工艺。

背景技术

近几年，随着材料科学技术的发展，新型电子印刷技术也在不断进步，柔性印刷电路的基材已不仅局限于塑料基材，纸张、纺织品、硅橡胶和超薄玻璃都可用于柔性电子器件的制造和电路的涂覆。因此，市场需要导电性更高的导电浆料，其中石墨烯及复合石墨烯材料导电浆料受到极大的关注。

与传统的印刷电子工艺相比，导电浆料印刷电子技术具有生产工艺简捷、原材料损耗小、设备投资少、柔性化、可实现大面积生产的优点，更重要的是可以消除基于传统印刷工艺带来的废液排放等环保问题，是一种环保制造技术。

导电浆料主要分为金属系导电浆料和碳系导电浆料等，目前市场上使用最多的是银纳米材料的导电浆料，但其原料价格过于昂贵；而铜系导电浆料虽然原料价格相对较便宜，但容易被氧化的性质也在一定程度上限制了其应用。

目前市售的碳系油墨电阻率普遍偏高，导电效果不理想，石墨烯易团聚。利用石墨烯制备高性能的网版印刷油墨有望获得与银导电浆料相当的导电性、更好的易用性和稳定性，同时降低油墨成本，从而促进柔性印刷电子技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯导电浆料的制备工艺，旨在解决现有石墨烯导电浆料因石墨烯易发生团聚，导致其导电性能不能有效提高的问题。

本发明采用以下技术方案：

本发明所述的石墨烯导电浆料的制备工艺，包括以下步骤：

1)石墨预处理

利用高锰酸钾和浓硫酸按一定比例组成的混合物对鳞片石墨预处理，氧化；

2)剥离

向经步骤1)得到的氧化产物加入试剂，DMF和水以一定的体积比混合作为溶剂，超声剥离；

3)置换

加入环己酮和松油醇的混合溶剂进行置换；

4)加入助剂

加入助剂，分散过滤，得石墨烯导电浆料。

优选的，步骤1)中，高锰酸钾和浓硫酸的重量比为14-20：1；

鳞片石墨与高氯酸钾粉末的重量比为100-150：1；

浓硫酸的重量份数为95-98wt.％。

优选的，步骤1)中，高锰酸钾和浓硫酸对鳞片石墨的预处理时间为35-45min，预处理温度为52-58℃。

优选的，步骤2)中，DMF和水的体积比为10-13：1。

优选的，步骤2)中，剥离采用的试剂为聚乙烯醇。

优选的，步骤3)中，环己酮和松油醇重量比为80-84∶16。

优选的，步骤4)中，助剂包括稳定剂、连接剂、表面活性剂、调节剂中的一种或多种。