[发明专利]水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法，属于导电油墨领域，所述的水性石墨烯导电油墨以质量百分比计包括如下组分：石墨烯：0.09％‑6.40％，水：8.10％‑63.36％，研磨介质：3.00％‑24.00％，导电粒子：1.50％‑24.00％，第二助剂：3.00％‑8.00％，树脂粘结剂：10.00％‑50.00％，第一助剂：5.00％‑20.00％；所述的第一助剂包括分散剂和消泡剂；所述的水性石墨烯导电油墨的pH值为8‑10，粘度为3000～30000mPa·S，方阻为100～5000Ω。本发明水性石墨烯导电油墨具有良好的导电性和长期稳定性。

技术领域

本发明涉及导电油墨领域，具体涉及一种水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法。

背景技术

导电油墨是在油墨配方中添加了具有导电性能的金属或非金属材料作为导电功能单元，从而使其具有一定导电能力的功能性油墨，在加热元件、薄膜开关、太阳能电池和集成电路等领域有重要的应用。一般作为导电填料的金属有银粉、铜粉、镍粉等，非金属导电材料以碳系为主，有石墨、炭黑、碳纤维等。与金属系导电油墨相比，碳系导电油墨的电阻值较大，但成本低廉、性价比高、性能稳定，也是电加热领域最常用的导电油墨。目前市场上用于电加热领域的电热膜/板的发热介质为油性碳油墨，以炭黑或石墨为导电填料，存在环境污染、电阻大、附着力差、电性能衰减等问题，大大限制了其应用范围和使用寿命。

石墨烯是一种由碳原子组成的单层片状结构的新材料，具有极高的电子迁移率和导电性，可作为优质导电功能单元，应用于新型导电油墨的制备，具有广阔的前景。

目前的石墨烯导电油墨中石墨烯片层与片层之间互相影响导致其导电性能不能达到要求，同时还存在性能不稳定的缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种水性石墨烯导电油墨、电加热结构、装置及其制备方法，通过加入导电粒子来减少石墨烯层与层之间的影响，进而提高导电油墨的导线性能和稳定性。

第一方面，本发明实施例提供一种水性石墨烯导电油墨，所述的水性石墨烯导电油墨以质量百分比计包括如下组分：石墨烯：0.09％-6.40％，水：8.10％-63.36％，研磨介质：3.00％-24.00％，导电粒子：1.50％-24.00％，第二助剂：3.00％-8.00％，树脂粘结剂：10.00％-50.00％，第一助剂：5.00％-20.00％；

所述的第一助剂包括分散剂和消泡剂；

所述的水性石墨烯导电油墨的pH值为8-10，粘度为3000～30000mPa·S，方阻为100～5000Ω。

进一步的，所述的导电粒子包括导电炭黑、炭黑、导电氧化锌和导电钛白粉中的至少一种。

进一步的，所述的导电粒子为球形导电粒子和棒状导电粒子按照质量比为3-5：1混合得到。

进一步的，所述的第二助剂包括润湿剂、分散剂和消泡剂中的至少一种。

进一步的，所述的树脂粘结剂为经胺化处理过的树脂粘结剂。

进一步的，所述的树脂粘结剂为丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体、丙烯酸树脂水溶液、水性聚氨酯分散体和苯丙乳液中的至少一种。

进一步的，所述的第一助剂还包括pH调节剂、成膜剂、流平剂、增稠剂、偶联剂和润湿剂中的至少一种。