[发明专利]一种用于RFID电子标签的石墨烯导电油墨及其制备方法

说明书

本申请提供了一种用于RFID电子标签的石墨烯导电油墨，所述导电油墨包括：油墨溶剂，和分散于所述油墨溶剂中的石墨烯纺丝纤维，所述石墨烯纺丝纤维的表面分布有分散剂；所述石墨烯纺丝纤维在导电油墨中的添加量为50wt％～65wt％。本申请提供的石墨烯导电油墨，将石墨烯利用静电纺丝法以纺丝纤维的形式分散在油墨溶剂中，不易出现团聚现象，纺丝纤维状的石墨烯还能够有序线性排列，一方面有利于提高其导电效果，另一方面还有利于提高其防压延变形性，再配合以特定的油墨溶剂，固化后在基材上的附着性能也更好，更能适用于凹版印刷，特别适用于制备RFID电子标签。

技术领域

本申请涉及石墨烯技术领域，具体涉及一种用于RFID电子标签的石墨烯导电油墨及其制备方法。

背景技术

目前，国外一些研制射频识别技术RFID的厂家已经纷纷重启用石墨烯油墨印制RFID电子标签的关键技术及产业化研究，如英国BGTM公司。

然而，由于石墨烯特性跟传统的导电填料银粉有截然不同的外观与导电特性，使得以石墨烯为基底的导电油墨的配方、制程工艺也截然不同。并且，以石墨烯为基底的导电油墨在实际生产中却存在分散困难、易团聚、印刷适应性差的问题。

首先，石墨烯的疏水性会使其极易通过强烈的范德华力产生团聚，而团聚后其导电性能会显著下降。现有技术中为了获得分散性和稳定性更好的石墨烯导电油墨，还采用使用氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或对石墨烯进行化学接枝改性等方式，然而，氧化石墨烯的分散性好但导电性能较差，还原氧化石墨烯表面存在大量缺陷，影响其性能，而化学改性的方式未知性较大。因此，在工业生产中更倾向于为石墨烯选择更合适的有机溶剂作为分散体系，但石墨烯在分散体系中的存在形式仍未能改变，其分散性和稳定性仍有所限制。

与此同时，凹版印刷技术是精度高、产量大、适合油墨印刷的图文复制技术，可应用于生产RFID电子标签。然而，在实际生产中发现，现有的商品化石墨烯导电油墨在利用凹版印刷法附着到基材上时，固化后的附着力较差，易出现裂纹、卷边等缺陷；同时，经滚筒压延后易产生墨层轮廓变形，影响RFID的灵敏性和良率。

发明内容

为了解决上述问题，本申请旨在提供一种具有更好的分散性和稳定性的石墨烯导电油墨，并且该石墨烯导电油墨针对凹版印刷法的印刷适配性好，特别适用于采用凹版印刷法制备RFID电子标签。

一方面，本申请提供了一种用于RFID电子标签的石墨烯导电油墨，所述导电油墨包括：油墨溶剂，和分散于所述油墨溶剂中的石墨烯纺丝纤维，所述石墨烯纺丝纤维的表面分布有分散剂；所述石墨烯纺丝纤维在导电油墨中的添加量为50wt％～65wt％。

优选的，所述石墨烯纺丝纤维在导电油墨中的添加量可以为50wt％、52wt％、53wt％、54wt％、55wt％、58wt％、60wt％、62wt％、63wt％、64wt％、65wt％。

进一步地，所述石墨烯纺丝纤维利用静电纺丝制得，其纤维长度为100～150μm，纤维直径为300～500nm。

进一步地，所述石墨烯纺丝纤维由含有石墨烯的纺丝液经静电纺丝制成，按质量百分比计，所述纺丝液包括：24％～32％石墨烯、25％～40％聚乳酸、26％～35％N,N-二甲基甲酰胺和10％～15％二氯甲烷。

优选的，所述纺丝液包括：24％石墨烯、36％聚乳酸、28％N,N-二甲基甲酰胺和12％二氯甲烷。

进一步地，所述石墨烯采用粉末状的石墨烯纳米片，粒度10～50微米，片层厚度1～15纳米。

进一步地，所述分散剂包括质量比为(28～32)：(13～20)：(1～3)的聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸钠和枯草菌脂肽钠。

优选的，所述分散剂包括质量比为30：17：3的聚乙烯吡咯烷酮、木质素磺酸钠和枯草菌脂肽钠。