[发明专利]一种应用于柔性电路的石墨烯导电油墨的制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于柔性电路的石墨烯导电油墨的制备方法，其包括步骤：配制石墨烯导电油墨；在柔性基板上印刷石墨烯导电油墨；对柔性基板进行预固化处理，处理温度为40‑80℃；对柔性基板进行碾压处理，使得石墨烯导电油墨与目标柔性基板紧密接触；对柔性基板进行再固化处理，处理温度为40‑80℃；在柔性基板表面形成耐磨保护层。本发明所述的方法可以在不耐高温的柔性基底上进行印刷，得到柔性电路导电性好，抗弯折能力强，耐磨擦性能好。

技术领域

本发明涉导电油墨及导电油墨印刷领域，尤其涉及一种应用于柔性电路的石墨烯导电油墨的制备方法。

背景技术

随着印刷技术和电子科技的发展，使得印刷业在电子行业的应用日益广泛。其中，集成电路、线路板、按键、开关等都与印刷密不可分。而这些产品的印刷都离不开导电油墨材料。导电油墨就是被印刷到非导电基板(如塑料、纸板、陶瓷、玻璃等)上面，使其成为具有传导电流和排除积累静电能力的油墨。导电油墨主要由导电材料、粘合剂、溶剂和助剂等组成。

柔性电路是实现电子信息产品多功能化、集成化、小型化和低成本的关键部件。随着电子产品与设备向轻、薄、小、低成本、多功能、高可靠性等方向发展，柔性电路的需求量越来越大，所以利用导电油墨或导电墨水通过印刷或打印的方式在柔性绝缘柔性基板上形成导电线路引起了广泛的关注。一般柔性电路的印刷主要要求具有良好的附着力，在使用过程中不会从柔性基板脱落或被剥落；再者印制的导电线路具有优越的导电性能，满足不同导电线路的设计需求；另外还要求其抗弯折性能好，能在曲线弯折下正常工作。目前一般柔性电路的印刷过程一般都需要用较高的温度使导电油墨完全附着在目标柔性基板上，这就使得目标柔性基板的选择受到了一定的限制，在一些柔韧性好但不耐高温的材料(如纸张、不耐高温的塑料薄膜等)就不能采用常规的导电油墨制备方法实现。另外柔性电路中导电油墨与目标柔性基板的粘附力、导电性能、表面耐磨擦性等问题都与导电油墨及制备方法息息相关。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种应用于柔性电路的石墨烯导电油墨的制备方法，其可以在不耐高温的柔性基底上进行印刷，得到柔性电路导电性好，抗弯折能力强，耐磨擦性能好。

为实现上述目的，本发明采用以下设计方案，

一种应用于柔性电路的石墨烯导电油墨的制备方法，其包括步骤：配制石墨烯导电油墨；在柔性基板上印刷石墨烯导电油墨；对柔性基板进行预固化处理，处理温度为40-80℃；对柔性基板进行碾压处理，使得石墨烯导电油墨与目标柔性基板紧密接触；对柔性基板进行再固化处理，处理温度为40-80℃；在柔性基板表面形成耐磨保护层。

优选的，在配制好石墨烯导电油墨后还包括步骤：取质量为石墨烯导电油墨的0.01-5％的耐磨剂和石墨烯导电油墨混合，然后对混合物进行超声振荡30-120min，使调配的石墨烯导电油墨中的各组分均匀分散。

优选的，所述耐磨剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、二甲基甲酰胺(DMF)、聚乙二醇(PEG)中的至少一种。

优选的，所述石墨烯导电油墨包括0.1-50％的石墨烯微片、1-30％的金属粉、5-25％的树脂、1-25％的助剂和20-90％的溶剂。

优选的，所述石墨烯微片为亲水性石墨烯微片，其制备方法为：将石墨烯微片加入浓硫酸中，保持溶液的温度低于4℃；接着添加高锰酸钾，在添加高锰酸钾的过程中溶液的温度保持低于10℃；添加完成后，保持溶液的温度低于10℃进行磁力搅拌；磁力搅拌完成后，往溶液中添加去离子水，同时保持溶液的温度低于40℃；之后再添加双氧水，继续搅拌，最后过滤烘干得到表面含有亲水性官能团羧基和羟基的亲水性石墨烯微片。

优选的，所述在柔性基板上印刷石墨烯导电油墨包括将石墨烯导电油墨通过丝网印刷或平板印刷在柔性基板上；所述柔性基板为纸张或塑料薄膜。