[发明专利]一种石墨烯基高导电碳浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯基高导电碳浆及其制备方法。石墨烯基高导电碳浆，以质量份数计，包括：石墨烯10‑40份、导电炭黑3‑10份、连接料0.5‑5份、混合溶剂40‑80份、助剂0.5‑5份；混合溶剂为水与有机溶剂的混合物；助剂为流平剂、消泡剂、附着力促进剂中的一种或多种。本申请提供的制备方法，包括以下步骤：将连接料及助剂加入混合溶剂中，搅拌直至完全溶入混合溶剂当中并形成载体；将石墨烯及导电炭黑混合后加入载体当中，搅拌形成混料；将混料进行超声处理，直至各组分均匀分散，得到产品。本申请提供的石墨烯基高导电碳浆，环保、成本低、导电性能好，适合大规模工业化生产。本申请提供的制备方法操作简单，产品性能好。

技术领域

本发明涉及材料领域，更准确地说，涉及一种石墨烯基高导电碳浆及其制备方法。

背景技术

导电碳浆是以非金属导体材料的碳系微粒均勻地分布于热塑性树脂而制成的导电油墨。加热固化后，墨膜层不易氧化，性能稳定；耐酸、碱和溶剂腐蚀，可以起到保护和导电的作用。油墨的附着力强，抗剥离，与金属、玻璃布板及Vc、PET和PC片材结合良好。与导电银浆相比，电阻值较低，但成本低廉，性价比高。导电碳浆广泛应用于通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备。然而现有导电碳浆的电导性能不高，如果碳浆有更好的电导性能和物理性能，则碳浆有更大的应用价值。

石墨烯是一种新型碳材料，它是由单层碳原子紧密排列而成的二维六边形点阵结构，因其具有优异的导电性,可以作为一种很好的导电填料应用于导电碳浆市场。

目前导电油墨主要采用微纳米金粉、银粉、铜粉、导电炭黑等作为导电填料。金粉、银粉导电油墨化学稳定性好，导电性能优异，但是成本高。银粉导电油墨也存在抗焊锡浸蚀能力差、银离子迁移、硫化等问题。铜粉导电油墨容易被氧化，导电性能不稳定。导电炭黑来源广泛，价格便宜，但是导电性能欠佳。这是因为炭黑等材料中含有大量的非结晶碳，导电率较低，而且炭黑比表面积和吸油量往往较大。导电碳基油墨导电性能较差，因为其以炭黑为填料，颗粒界面作用强，分散性较差，形成的空隙较多，并且易吸附氧、氢等杂质原子，这将严重阻碍碳原子之间的正常连接。目前已经开发的导电油墨的另一个问题是采用密度较大的银(密度 10.53g/Cm3)、铜(密度8.92g/Cm3)等金属填料，分散于溶剂、树脂中容易沉降，导电油墨使用之前一定要搅拌均匀，否则会造成导电性能不佳、甚至不导电等问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种石墨烯基高导电碳浆及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种石墨烯基高导电碳浆，以质量份数计，包括：石墨烯10-40份、导电炭黑3-10份、连接料0.5-5份、混合溶剂40-80份、助剂0.5-5份；

所述混合溶剂为水与有机溶剂的混合物；

所述助剂为流平剂、消泡剂、附着力促进剂中的一种或多种。

石墨烯具有比表面积大、载流子迁移速率高、导电性能好、高透明性、高耐弯折性、高导热率、抗静电和电磁屏蔽性能、抗腐蚀性等优异性能。石墨烯具有超大的直径/厚度比，容易与其它材料如聚合物材料均匀复合，并形成良好的复合界面，可以增强导电油墨交联后的固化物的机械强度，可广泛应用于油墨、涂料、浆料、塑料、复合材料、半导体、新能源等领域。

优选地，所述石墨烯为机械剥离的石墨烯，且用分散剂包覆。

可选地，所述导电炭黑的粒径为15-100nm。

优选地，所述连接料为水性粘结剂。

优选地，所述混合溶剂中水与有机溶剂的质量比为5-10:1，所述水为去离子水，所述有机溶剂为醇类溶剂。

优选地，所述助剂还包括活性组分，所述活性组分为：以C9石油树脂为溶质、以苯或甲苯为溶剂、质量浓度为0.5-1％的溶液。