[发明专利]水性导电油墨及其制备方法

说明书

本发明提供一种水性导电油墨及其制备方法。所述水性导电油墨包括如下重量份的各组分：水性聚氨酯树脂10‑30份，水性环氧树脂5‑20份，水性丙烯酸树脂5‑20份，水性氯醋共聚树脂10‑20份，导电材料30‑50份和溶剂(水)40‑60份。本发明提供的水性导电油墨，除保留了传统导电油墨的优点外，同时解决了油墨涂布于柔性基材上固化后易断裂、折损的问题；产品导电性能好、具有优良的柔韧性、制作成本低；此外，产品的另一大优点是接近于零VOC排放，更符合当前环境保护的要求。

技术领域

本发明涉及一种水性导电油墨及其制备方法。

背景技术

目前，电加热技术已经相当普及，且加热产品形式多样。其中普遍使用的有：①将导电油墨用丝网印刷、凹版印刷等工艺涂布于PET基材上的电热膜；②将导电油墨印刷在环氧树脂板上，经高温烘干、层压后制成各种规格的加热板；③将碳纤维材料制成加热板。凡此种种为电加热领域提供了更多选择，为净化环境、提高人们的生活质量提供了丰富多样的产品。但以上产品的共性问题是柔韧性不佳，反复折曲捻压易折断、剥离、脱落；且所有的导电涂料使用的溶剂均为有机溶剂，对环境不友好。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的水性导电油墨及其制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供的水性导电油墨，包括如下重量份的各组分：水性聚氨酯树脂10-30份，水性环氧树脂5-20份，水性丙烯酸树脂5-20份，水性氯醋共聚树脂10-20份，导电材料30-50份和溶剂40-60份。

优选地，所述水性导电油墨包括如下重量份的各组分：水性聚氨酯树脂20份，水性环氧树脂6份，水性丙烯酸树脂5份，水性氯醋共聚树脂10份，导电材料30份，溶剂41份。

其中，所述导电材料包括石墨烯、高导电性炭黑、高纯度石墨等中的至少一种；所述溶剂为水，例如蒸馏水、去离子水、纯净水。

所述水性聚氨酯树脂为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液等。所述水性聚氨酯树脂的固含量30～36％，pH值7～8，黏度300-400MPa·s/30℃。

所述水性环氧树脂为非离子型水性环氧树脂等。黏度1.5-2.1Pa·s/25℃，环氧当量4.65-5.13eq/kg，环氧值195-215g/eq，固含量为65～70％(优选70％)，25℃时测定密度为1.09～1.13g/ml。

所述水性丙烯酸树脂包括丙烯酸乳液、苯丙乳液等中的至少一种。所述水性丙烯酸树脂的固含量35～40％，pH值6.5～7，黏度100-500MPa·s/30℃。

所述水性氯醋共聚树脂为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂等。其中，氯乙烯含量为63％，醋酸乙烯含量为37％，Tg(玻璃化转变温度)为60℃，平均分子量为60×10³-80×10³Da。

所述导电材料由如下重量份的各组分混合而成：石墨烯2-4份，高导电性炭黑12-20份和高纯度石墨16-26份。其中，所述石墨烯为单层石墨烯，层厚10nm以下(苯环结构)，电子迁移率为15000cm²/(V·s)，导热系数为5300W/mK；所述高导电性炭黑的电阻率＜0.7Ω/cm²、吸油值150～180ml/100g(优选150ml/100g)，平均粒径23nm，pH值8.0；所述高纯度石墨的电阻率＜0.01Ω/cm²，平均粒径＜20nm，pH值4.0，碳含量99.9％。

在本发明的一个具体实施方式中，所述水性导电油墨由如下重量份的各组分混合而成：水性聚氨酯树脂20份，水性环氧树脂6份，水性丙烯酸树脂5份，水性氯醋共聚树脂10份，石墨烯2份，高导电性炭黑12份，高纯度石墨16份和蒸馏水41份。