[发明专利]一种导电墨水及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导电墨水及其制备方法。导电墨水主要由纳米纤维素、碳材料、粘结剂和溶剂制成，并且按重量份计，纳米纤维素0.01～1份、碳材料0.5～10份和粘结剂1～10份。其制备方法为：将纳米纤维素和碳材料分散在溶剂中，获得分散液，然后向其中加入粘结剂，之后搅拌、研磨处理，经过过滤除去沉淀，得到所述导电墨水。本发明的导电墨水是在碳材料中掺杂纳米纤维素而成，纳米纤维素的加入改善了碳材料在导电墨水中的分散特性，提高了导电墨水的导电性，调节了墨水的粘度，改善了其成膜性，从而提高了墨水的打印适用性，显示出较高的导电性和成膜性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种导电墨水及其制备方法。

背景技术

随着现代印刷电子技术的产生，喷墨打印技术受到极大的关注，而导电墨水的制备是喷墨印刷技术中最关键的部分之一，而导电填料是决定导电墨水导电性能的关键因素。按导电填料分类，导电墨水可以分为三大类：有机、无机和复合材料。有机类主要指高分子系，无机类包括金属系和碳系，金属系包括金、银、铜等无机纳米粒子，碳系包括炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维以及其混合物。

随着科学技术的不断发展，电子设备产品正逐步向环保型、节约型、低成本型和长时间的耐用型转变，所以传统的高分子型和金属型都逐渐不能适应时代的发展需要，碳系的导电墨水正逐步展现出其自身的优势。碳系导电油墨价格较便宜，但导电性和耐湿性较差，只能用于导电性要求低的产品印刷。

传统碳系导电油墨中的常见填料包括炭黑、石墨和碳纤维等，其电导率随碳的种类变化而变化，具有成本低、质轻、性能稳定，固化后耐酸碱和化学溶剂腐蚀，油墨附着力强等优点。然而，炭黑、石墨和碳纤维的导电性能已无法满足未来印刷电子行业的发展需求。

因此，需要研究一种高导电性的墨水及其制备方法。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种导电墨水，该导电墨水是在碳材料中掺杂纳米纤维素而成，纳米纤维素的加入改善了碳材料在导电墨水中的分散特性，提高了导电墨水的导电性，调节了墨水的粘度，改善了其成膜性，从而提高了墨水的打印适用性，显示出较高的导电性和成膜性。

本发明的第二目的在于提供上述导电墨水的制备方法，该制备方法在常温常压下即可进行，并且流程简单，不涉及复杂设备，因此极易工业化推广。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种导电墨水，主要由纳米纤维素、碳材料、粘结剂和溶剂制成，并且按重量份计，纳米纤维素0.01～1份、碳材料0.5～10份和粘结剂1～10份。

本发明与常规碳系导电墨水的区别在于，在墨水中掺杂了一定比例的纳米纤维素，而由于纳米纤维素具有表面效应、尺寸效应、超高强、超柔韧等优良特性，因此，可以增加碳材料在溶剂的分散度以及分散体系的稳定，使其不易沉淀或发生相分离，因此，避免了由于分散不均匀导致导电性降低、由于分散体系不稳定导致墨水附着力低等问题。

经测试，本发明提供的导电墨水的导电性比不添加纳米纤维素的墨水提高了20％以上，附着力提高了50％以上。

本发明所述的碳材料指本领域可用于导电墨水的的任意碳材料，例如炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维和石墨烯材料中的一种或多种。

以上导电墨水在选材和配比等方面，还可以作以下优化，以改善综合性能，具体如下。

优选地，按重量份计，纳米纤维素0.01～0.1份、碳材料0.5～5份和粘结剂5～10份。

优选地，所述纳米纤维素的直径5～20nm，长径比为≥200。

优选地，所述碳材料至少包含石墨烯材料。