[发明专利]一种印刷硝化纤维素石墨烯油墨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种印刷消化纤维素石墨烯油墨及其制备方法，主要包括如下步骤：液相剥离和制备石墨烯、墨水的制备、膜沉积，此印刷消化纤维素石墨烯油墨及其制备方法，具有导电率高、附着力强和环境稳定性增强等优点，且有效的稳定剂会覆盖在石墨烯片层上，使其绝缘，乙基纤维素是一种具有这种性质的聚合物，在聚合物通过热处理或光热处理后可以提供高导电性和柔性的石墨烯薄膜，硝化纤维素可以稳定高剪切混合生产的石墨烯，另外加工后的石墨烯/硝化纤维素粉体可以方便调配油墨浓度、粘度和表面张力等，以适应喷涂、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷和刮刀涂布印刷等印刷方式。

技术领域

本发明涉及电子材料导电技术领域，公开了一种印刷消化纤维素石墨烯油墨及其制备方法。

背景技术

由于柔性印刷电子产品代表了一种新兴的技术，对我们每天的生活产生了广泛的影响，诸如环境、物理和生物传感器，逻辑电路，射频发射器和显示元件等印刷设备，在使用过程中可实现便携式、网络安全、生物医学诊断等物联网方面的各种应用。

本实验的目的是希望更够实现集低成本、高通量和多功能的制造平台的高性能电子功能材料。喷墨、凹版印刷、柔板印刷和丝网印刷等液相印刷方法可提供高的分辨率，石墨烯独特的性能使其具有取代传统印刷导体(如金属纳米粒子和导电聚合物)的巨大潜力。到目前为止，已经证实了石墨烯油墨的一系列应用，包括柔性互联、晶体管通道和电极、透明导体和超级电容器，为此，我们提出一种印刷消化纤维素石墨烯油墨及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现在技术存在的问题中的一个或多个，提供一种高导电率的石墨烯导电油墨。

本发明提供了一种印刷消化纤维素石墨烯油墨，热处理后，印刷硝化纤维素石墨烯油墨的膜电导率可达～4×104s/m，且兼具环境稳定性和机械柔韧性。

本发明的另一目的是提供印刷硝化纤维素石墨烯导电油墨的制备方法，该油墨具有环境稳定性和机械柔韧性。本发明的目的是通过以下技术方案来具体实现：

①将硝化纤维素粉末溶解在丙酮中；

②将石墨片加入①的混合溶液中；

③使用带有方孔的高剪切转子-定子混合器高剪切筛对混合物②进行剪切剥离，冰浴冷却；

④将③的混合物离心两次，除去大片石墨，收集上层清液，加入液态盐溶液，离心沉淀出石墨烯/消化纤维素；

⑤将④的沉淀收集，用去离子水洗涤，过滤，干燥，研磨成精细粉末；

⑥将⑤的粉末溶解在相应溶剂中，采用喷涂打印或刮刀涂布，沉积成膜后放入管式炉退火处理。

优选地，所述的消化纤维素用异丙酮溶解后浓度为5mg/mL-20mg/mL，进一步优选10mg/mL。

优选地，所述的石墨片浓度为5mg/mL-30mg/mL，进一步优选15mg/mL。

优选地，所述的剪切速度为5000-20000rpm，进一步优选10230rpm，剪切时间为2-10h，进一步优选4h。

优选地，所述的第一次离心速度为3000-7000rpm，时间为10-20min，进一步优选地5000rpm，15min；第二次离心速度为4000-8000rpm，时间为10-30min，进一步优选地6000rpm，20min。

优选地，所述的液态盐溶液为0.04g/mL的NaCl。

优选地，所述的液态盐溶液加入量与上层清液质量比为1：3。

优选地，所述的离心沉淀为5000-10000rpm，时间为3-9min，进一步优选7500rpm，6min。

优选地，所述的硝化纤维素具有高含氮量，高活性，处理材料时注意降低风险。