[发明专利]一种水性石墨烯基导电油墨及其制备方法

权利要求书

1.一种水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，包括具有以下质量分数的各组分：1％～15％水性树脂，30％～90％石墨烯基复合浆料，0.5％～3％第一助剂，5％～10％溶剂，其中，所述石墨烯基复合浆料包括石墨烯微片、碳纳米管、纳米级超导电炭黑、稀释剂及第二助剂；所述石墨烯微片、碳纳米管及纳米级超导电炭黑的质量比为(3～10):(0.5～5):(0.1～4)。

2.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述水性树脂为水性环氧树脂、水性聚氨酯树脂、水性氨基树脂中的至少一种，所述水性树脂占所述水性石墨烯基导电油墨的质量分数为1％～10％，所述石墨烯基复合浆料占所述水性石墨烯基导电油墨的质量分数为50％～85％。

3.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述石墨烯微片的层数为5～7，所述石墨烯微片的厚度小于2.5纳米。

4.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述纳米级超导电炭黑为科琴黑EC-600JD、导电炭黑BP-2000中的至少一种。

5.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述石墨烯基复合浆料中石墨烯微片、碳纳米管及纳米级超导电炭黑的质量比为(3～7):(1～5):(0.5-2)。

6.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述石墨烯微片占所述石墨烯基复合浆料的质量分数为0.5％～10％，所述碳纳米管占所述石墨烯基复合浆料的质量分数为0.1％～5％，所述纳米级超导电炭黑占所述石墨烯基复合浆料的质量分数为0.5％-5％，所述稀释剂占所述石墨烯基复合浆料的质量分数为50％-95％，所述第二助剂占所述石墨烯基复合浆料的质量分数为0.1％-3％。

7.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇、N,N-二甲基乙醇胺、丙二醇丁醚、水中的至少一种，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇、N,N-二甲基乙醇胺、丙二醇丁醚、乙醇、水中的至少一种。

8.一种如权利要求1所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述第一助剂与第二助剂相同，均包括分散剂、润湿剂、消泡剂、抗流变剂中的至少一种。

9.一种如权利要求8所述的水性石墨烯基导电油墨，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钾盐、聚丙烯酸钠盐中的任意一种；所述润湿剂为脂肪酸酯硫酸盐、聚氧乙烯改性剂、聚醚改性聚硅氧烷聚合物、烷基聚氧乙烯醚中的至少一种；所述消泡剂为水性聚醚改性有机硅类、高碳醇非硅类中的任意一种；所述抗流变剂为改性脲溶液、有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡中的至少一种。

10.如权利要求1-9任意一项所述水性石墨烯基导电油墨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将石墨烯微片、纳米级超导电炭黑、稀释剂、第二助剂混合，以200转/分～500转/分搅拌速度搅拌5分钟～10分钟，均匀后以3000转/分～4000转/分的转速分散30分钟～40分钟，得到预混液；其中稀释剂包括N-甲基吡咯烷酮、二丙二醇、N,N-二甲基乙醇胺、丙二醇丁醚、水中的至少一种；

2)将预混液与碳纳米管混合，以300转/分～500转/分的转速分散10分钟～20分钟，得到石墨烯基复合浆料；

3)将石墨烯基复合浆料与水性树脂、溶剂和第一助剂混合，以300转/分～500转/分的转速分散10分钟～20分钟，得到水性石墨烯基导电油墨，其中所述溶剂包括乙醇、N,N-二甲基乙醇胺、丙二醇丁醚、水中的至少一种。