[发明专利]一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料及其制备方法，所述浆料按重量份包括以下组分：40～60份导电材料、20～30份有机溶剂、0.1～0.5份分散剂、0.2～0.8份偶联剂、10～15份去离子水，其中，所述导电材料为碳纤维和碳纳米管的混合粉料。本发明制备的导电浆料具有优良的导电性能和附着力，与市售银浆相比，本发明的导电浆料具有成本低，附着力高的特点，浆料的制备方法简单易行，适于推广。

技术领域

本发明属于导电浆料领域，具体涉及一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料及其制备方法。

背景技术

碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的比热及导电性介于非金属和金属之间，是非常优良的导电材料。目前很少有将碳纤维应用于导电浆料的技术。

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。

导电浆料是电子元器件封装、电极和互联的关键材料，一般导电浆料多为贵金属银组成，银具有良好的导电性，且不易被氧化，但是其价格相对较高，作为导电浆料来说，成本较高。

CN 108039225 A公开了一种环保型低电阻石墨烯碳纤维导电碳浆及其制备方法，其采用碳纤维配合炭黑的方式制备浆料，该浆料的导电性能一般，而浆料的附着力因炭黑的存在，即使加入了附着力促进剂，仍然低于平均水准。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料及其制备方法，该导电浆料具有优良的导电性能和附着力，浆料的制备方法简单易行，适于推广。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料，按重量份包括以下组分：40～60份导电材料、20～30份有机溶剂、0.1～0.5份分散剂、0.2～0.8份偶联剂、10～15份去离子水，其中，所述导电材料为碳纤维和碳纳米管的混合粉料。

优选的，所述碳纤维和碳纳米管的混合质量比为7:3～9:1。

优选的，所述有机溶剂为环己烷、环己酮、异丙醇或甲基异丁酮。

优选的，所述分散剂为羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸钠或聚丙烯酸钠。

优选的，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂TMC-101或TMC-102。

一种碳纤维/碳纳米管复合导电浆料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)按比例称取原材料，将导电材料置于球磨机中球磨；

步骤2)将经步骤1)处理的导电材料置于搅拌釜中，向其中添加有机溶剂，水浴加热并搅拌均匀，得到第一混合溶液；

步骤3)将步骤2)所述第一混合溶液转移至高速搅拌机中，向其中添加分散剂、偶联剂和去离子水，1500～2000r/min充分搅拌，混合均匀，得到第二混合溶液；

步骤4)将步骤3)所述第二混合溶液置于三辊研磨机中，研磨至精细度＜15μm，出料，即得所述碳纤维/碳纳米管复合导电浆料。

优选的，步骤1)所述球磨过程如下：先将导电材料置于卧式球磨机中，用直径5～6mm的皓球球磨，然后将其转移至陶瓷球磨机中，用直径0.5～0.6mm的陶瓷球球磨。

本发明的有益效果如下：