[发明专利]一种含石墨烯复合物的导电油墨及其制备方法

说明书

本发明涉及油墨领域，公开了一种含石墨烯复合物的导电油墨及其制备方法，该导电油墨中含有特制的石墨烯复合物，该石墨烯复合物采用特殊的石墨烯剥离剂制得，其不仅能够剥离度高，并且制备为导电油墨后导电性显著优于含现有石墨烯及其衍生物的导电油墨。

技术领域

本发明涉及特种油墨领域，尤其涉及一种含石墨烯复合物的导电油墨及其制备方法。

背景技术

导电油墨是一种由导电填料、粘接剂、溶剂和助剂组成的导电性复合材料，属于功能性特种油墨，通常印刷在特定的印刷材料上，具有传导电流的作用。按照导电填料种类，可将导电油墨分为金属系与碳系导电油墨。金属系(金，银，铜)导电油墨，碳系导电油墨都已成功应用于水晶和薄膜太阳能光电板，射频识别天线，触屏显示器，电子线路板等商业领域中。但金，银的导电油墨由于价格昂贵，铜的导电油墨由于易氧化，应用范围受到一定限制。而石墨、碳粉等常用碳系导电油墨尽管价格低廉。但是其导电率低，油墨固化后易开裂，使其应用受阻。

将石墨烯、碳纳米管等新型碳基纳米材料应用在导电油墨中，可制备具有高导电性的柔性电极，越来越受到人们的关注。与碳纳米管相比，石墨烯具有更大的比表面积(2630m²/g)。更为优异的电子传导性能(2×10⁵cm²/V.s)。

但是在现有的石墨烯导电油墨中，由于石墨烯的价格昂贵，因此限制了其实际应用。专利CN107674505A中公开了在导电油墨中添加导电炭黑，专利CN06590177A公开了在导电油墨中添加银粉或铜粉，代替一部分的石墨烯以降低成本。若能够开发出性价比高的石墨烯制备工艺使石墨烯价格降低，对推广石墨烯导电油墨非常有利。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含石墨烯复合物的导电油墨及其制备方法，本发明的导电油墨中含有特制的石墨烯复合物，该石墨烯复合物采用特殊的石墨烯剥离剂制得，其不仅能够剥离度高，并且制备为导电油墨后导电性显著优于含现有石墨烯及其衍生物的导电油墨。

本发明的具体技术方案为：一种含石墨烯复合物的导电油墨，含有石墨烯复合物；所述石墨烯复合物由石墨与石墨烯剥离剂混合后经超声波水相剥离制得；所述石墨烯剥离剂的结构式如下：

其中，n＝2或3或4或5；R₁，R₂，R₃，R₄＝H或CH₃或C₂H₅或C₃H₇或C₄H₉。

本发明的石墨烯剥离剂是一种油溶性化合物，其合成方法更为简单，利用其两端有胺(氨)基，可与酸反应形成胺(氨)盐，溶于水的性质，可以在水相进行石墨烯的剥离。由于石墨烯与石墨烯剥离剂的π-π强相互作用，得到的石墨烯表面附着有苝二酰亚胺衍生物，形成石墨烯和苝二酰亚胺衍生物的复合物，在拉曼光谱的测定中得到确认，其不仅剥离度高，而且得到的石墨烯的透射电镜及电子衍射显示石墨烯的结晶很好，使其导电性显著优于同类石墨烯。

作为优选，所述导电油墨包括石墨烯复合物、溶剂、粘接剂和助剂。

作为优选，按每1g石墨烯复合物计，所述导电油墨包括石墨烯复合物1g、0.15-0.25g乙基纤维、2.5-3.5g松油醇，3.0-4.0mL二甲苯，2.0-3.0mL甲醇。

作为优选，所述石墨烯复合物的制备方法包括以下步骤：将石墨、石墨烯剥离剂、酸、蒸馏水和锆珠添加到容器中混合得到混合液，在超声波辅助下进行超声剥离；剥离结束后，将锆珠分离，离心分离，取石墨烯复合物上澄液，经过滤、洗涤、干燥后得到石墨烯复合物。