[发明专利]一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法

权利要求书

1.一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤a：石墨烯和碳纳米管导电单元混合分散液的制备

球磨工序：将占比10~20g的石墨基原料和碳纳米管的混合物与30~100g的助剂加入到球磨罐中，在室温环境下进行球磨，获得混合物，球磨速度为50rpm ~500rpm，球磨时间为10 min ~ 24h，其中石墨基原料与碳纳米管的质量比为1:100~100:1；

初选工序：将上述步骤获得混合物加入到500~1500mL的第一溶剂中，通过机械搅拌或超声0.5 ~ 6h，接着静置获得上层的分散液；

洗涤工序：倾出初选工序中获得的上层分散液，对获得分散液进行至少一次抽滤和洗涤，获得滤物；

分选工序：将上述步骤获得滤物置于500~1500mL所述第一溶剂中，经机械搅拌或超声0.5 ~ 6h，实现再次分散，进行离心处理，收集此时上层分散液，离心处理过程中离心速度为100rpm ~ 10000rpm，离心时间为10min ~ 2h；

收集工序：上述步骤获得的上层分散液中添加0.1~1%的分散保护剂，并对分散液进行蒸馏浓缩得到固含量为80%的固体分散液，所述固体分散液为石墨烯和碳纳米管导电单元混合分散液；

步骤b：油墨的调配

取20~50g的上述制备的导电单元混合分散液，添加5~20g的连接剂、0.1~10g的助剂和10~50g第二溶剂，以800 r/min的速度搅拌0.5~ 12 h，接着再球磨0.2~ 1 h混合均匀，获得导电油墨，其中第二溶剂的添加量使得最终获得的墨水在20℃时粘度控制在1～20 mPa·s。

2.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述连接剂为酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酯树脂、乙烯基树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯类低聚物和活性单体、醇酸树脂、合成纤维素、聚酰胺树脂、氯醋树脂、聚氨酯树脂、聚偏氟乙烯树脂、热塑性树脂、合成橡胶、蜡或松香；有机硅改性环氧、聚氨酯改性环氧、环氧改性丙烯酸树脂、有机硅改性丙烯酸环氧树脂、改性丙烯酸树脂、改性酚醛、改性醇酸树脂中的一种。

3.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述第一溶剂为水、醇类、酮类、醛类、有机酸、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述助剂为分散剂、稳定剂、保护剂、成膜剂、偶联剂、增塑剂、消泡剂、增稠剂、润湿剂、流平剂、触变剂、交联剂、杀菌剂、光引发剂、微波引发剂、热引发剂、紫外吸收剂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述球磨助剂为D型酒石酸、间苯二甲酸、硼烷氨、草酸、干冰、二甲基甲酰胺、三聚氰胺中的一种或者多种。

6.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述石墨基原料为天然石墨、人工合成石墨和膨胀石墨中的一种。

7.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管，所述碳纳米管的外径为3~100nm，且所述碳纳米管的长度与外径的比值≥5。

8.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述第二溶剂为水、芳香烃类溶剂、脂肪烃类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、醇醚类溶剂、酰胺类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、动物油类、矿物油中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的一种喷墨用石墨烯与碳纳米管导电油墨的制备方法，其特征在于：所述分散保护剂为聚乙二醇200或400、司班（-80或-85）、吐温（-80，-60或-20）、三乙基己基磷酸、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯、聚吡咯烷酮中的一种或者多种。