[发明专利]一种石墨烯发热水性油墨及其制备方法

说明书

本发明提出一种石墨烯发热水性油墨及其制备方法，包括如下质量比的成份：25～30份石墨烯、35～45份树脂粘接剂、0.2～0.4份流平剂、5～8份碳纳米管、3～5份洋葱碳、4～8份水性增稠剂、10～12份金属粉末、5～7份导电粒子、0.5～0.8份快干剂、0.8～1.2份水性色浆、0.3～0.5份消泡剂、0.1～0.3份PH调节剂和40～50份去离子水；本发明通过将金属粉末进行微米级和纳米级粉碎，提高了金属粉末与石墨烯之间吸附能力，通过超声波振荡处理使得石墨烯逐渐吸附于金属粉末表面，由于金属粉末质量大于石墨烯质量，重力作用下石墨烯在金属粉末表面形成保护膜，在提高导电发热性能的同时有效阻止了金属粉末氧化。

技术领域

本发明涉及石墨烯油墨领域，尤其涉及一种石墨烯发热水性油墨及其制备方法。

背景技术

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，发热水性油墨顾名思义就是将导电发热性能与水性油墨优势相结合的油墨。随着RFID技术应用的快速普及，市场上对可以发热导电的油墨需求量增大，发热导电的油墨印刷到承印物上之后，起到导线、天线和电阻的作用，该种油墨印刷在柔性或硬质材料上可制成印刷电路，导电油墨干燥后，由于导电粒子间的距离变小，自由电子沿外加电场方向移动形成电流，具有良好的导电性能，可接收RFID专用的无线射频信号，该种油墨印刷后的墨层具有附着力强、电阻率低、固化温度低、导电性能稳定等特点。

现有的发热水性油墨是完全利用石墨烯作为导电介质的油墨，成本较高；而如果只利用铜粉等比较廉价的金属粉末作为导电介质的话，虽然成本较低，但是铜粉容易被氧化，导电性能非常不稳定。因此本发明提出一种石墨烯发热水性油墨及其制备方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明通过将金属粉末进行微米级和纳米级粉碎处理，可以提高金属粉末与石墨烯之间吸附能力，石墨烯与金属粉末的混合吸附过程主要依靠在超声波振荡器进行的超声波振荡处理，在超声波振荡处理过程中使得石墨烯逐渐吸附于金属粉末表面，由于金属粉末质量大于石墨烯质量，在重力的作用下石墨烯在金属粉末表面形成保护膜，在提高导电发热性能的同时有效阻止了金属粉末的氧化。

本发明提出一种石墨烯发热水性油墨，包括如下质量比的成份：25～30份石墨烯、35～45份树脂粘接剂、0.2～0.4份流平剂、5～8份碳纳米管、3～5份洋葱碳、4～8份水性增稠剂、10～12份金属粉末、5～7份导电粒子、0.5～0.8份快干剂、0.8～1.2份水性色浆、0.3～0.5份消泡剂、0.1～0.3份PH调节剂和40～50份去离子水。

进一步改进在于：包括如下质量比的成份：30份石墨烯、40份树脂粘接剂、0.3份流平剂、6份碳纳米管、4份洋葱碳、5份水性增稠剂、11份金属粉末、6份导电粒子、0.6份快干剂、1份水性色浆、0.4份消泡剂、0.2份PH调节剂和45份去离子水。

进一步改进在于：所述流平剂为有机改性聚硅氧烷丙烯酸类流平剂或丙烯酸酯类流平剂中的一种，所述快干剂为丙烯酸型氧化锌乳液。

进一步改进在于：所述导电粒子为炭黑、导电氧化锌或导电钛白粉中的任意一种，所述金属粉末为铜粉或银粉中的任意一种。

一种石墨烯发热水性油墨的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将金属粉末进行微米级粉碎处理和纳米级粉碎处理，制成金属微米级超微粉末和金属纳米级超微粉末；

步骤二：将导电粒子均分成两等份，依次标记为第一导电粒子和第二导电粒子；

步骤三：将去离子水按照1:1:5的比例分成三份，依次标记为第一去离子水、第二去离子水和第三去离子水；

步骤四：将步骤一中制成的金属微米级超微粉末、第一导电粒子和第一去离子水加入超声波分散器中进行超声分散处理，制成第一超声分散液备用；