[发明专利]一种水性导电油墨及其制作方法

说明书

本发明涉及一种水性导电油墨及其制作方法，包括表面生长碳纳米管的碳纤维粉末作为导电填料，该导电油墨由如下质量百分含量的组分组成：水性高分子树脂：30wt％‑80wt％；水性触变剂：0.5wt％‑15wt％；导电粉末：5wt％‑30wt％；偶联剂：0.1wt％‑1.5wt％；消泡剂：0.1wt％‑1.5wt％；乙二醇：1wt％‑20wt％；三乙醇胺：0.3wt％‑1.5wt％。该水性导电油墨及其制作方法中采用表面生长碳纳米管的碳纤维粉末作为导电填料，在碳纤维导电网络形成的同时，碳纳米管的协效导电网络使得油墨导电性进一步增强，具有水性环保、稳定性好、附着力好、无需加热固化、通用性强等优点。

技术领域

本发明涉及水性导电油墨技术领域，具体为一种水性导电油墨及其制作方法。

背景技术

目前大多数的导电油墨为溶剂型，在生产和使用过程中所释放的有机挥发性物质(VOC)会产生大气污染，对动、植物产生直接的生长影响，其目前被排在汽车之后，成为主要的污染源之一。随着化石能源和资源的缺乏，污染问题已经引起了世界上许多国家的重视，提倡节约、节能，爱护环境，这导致化工行业面临着极大的升级挑战。目前水性油墨已经被人们所重视，水性油墨无毒、环保，对环境影响很小，已被某些行业广泛使用。导电油墨是一种以导电物质(有机/无机物质)填充在粘结剂中而获得的具有导电特性的油墨，无毒环保的水基导电油墨将会在不远的将来逐渐取代溶剂型油墨而成为新的导电材料。导电油墨的传统制作方法是使用导电物质填充，丝网印刷的方式进行上浆，填充物一般是碳系填料、金属系和有机本征导电聚合物。传统的导电油墨含有大量的有机溶剂，如苯类、醚类、酮类及酯类，这些溶剂不但污染环境，且对人体具有强伤害性。导电银浆等金属填料导致密度大，成本高，不能在通用场合大量使用，传统碳浆成本低，但导电性差。CN200810128385.4公开了一种水性无水胶印导电油墨及其制作方法，采用导电聚合物(聚乙烯基二氧噻吩)水分散液作为导电介质，表面电阻仍然较高，80-1600kΩ/cm2，不能实现水性树脂在其他领域的通用性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种水性导电油墨及其制作方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水性导电油墨及其制作方法，表面生长碳纳米管的碳纤维粉末作为导电填料，该导电油墨由如下质量百分含量的组分组成：

水性高分子树脂：30wt％-80wt％；

水性触变剂：0.5wt％-15wt％；

导电粉末：5wt％-30wt％；

偶联剂：0.1wt％-1.5wt％；

消泡剂：0.1wt％-1.5wt％；

乙二醇：1wt％-20wt％；

三乙醇胺：0.3wt％-1.5wt％；

其制备方法包括以下步骤：

S1，称取一定质量分数的表面生长碳纳米管的碳纤维粉末与乙二醇混合均匀；

S2，称取一定质量分数的水性聚氨酯树脂与一定质量分数的水性触变剂混合；

S3，将S1的混合物与S2的混合物常温混合均匀；

S4，将偶联剂、消泡剂和三乙醇胺依次加入S3中，常温混合均匀，得到导电油墨。

优选的，所述的导电油墨由如下质量百分含量的优选组分组成：

水性高分子树脂：50wt％-75wt％；

水性触变剂：1wt％-10wt％；

导电粉末：8wt％-28wt％；

偶联剂：0.5wt％-1.2wt％；