[发明专利]一种光固化石墨烯导电油墨的制备方法

说明书

本发明公开了一种光固化石墨烯导电油墨的制备方法，其制备步骤采取的技术方案是将石墨烯原料的物理法处理、石墨烯分散液的制取和加入纳米金属粒子、粘结剂、防沉剂的分散。依照本发明光固化石墨烯导电油墨的制备方法取得的石墨烯导电油墨，具有导电性能优异，干燥固化速度快，印刷图案质量轻等技术特点，用四探针电阻仪探测其电导率为1×10³～2×10⁴S/m，且使用的各种溶剂对人体和环境危害低。

技术领域：

本发明涉及电子材料导电技术领域，具体为一种光固化石墨烯导电油墨的制备方法。

背景技术：

由于导电油墨在RFID、传感器上的广泛应用，使得应用于电子产品的印刷导电油墨发展迅速增长。传统的导电油墨一般是使用银纳米粒子、铜纳米粒子等，但是成本过于高昂。导电高分子聚合物也可以制成导电薄膜，但目前这项技术在化学和热学上都不太稳定，传统碳系导电油墨的电阻率相对较高，也限制了碳系的应用。

石墨烯导电油墨，是采用石墨烯薄片均匀分散在溶剂中，通过喷涂、丝网印刷、喷墨印刷等简单方法即可形成图案，应用于印刷。在工业生产上，为了改善石墨烯的分散性，通常是使用氧化石墨烯，制备完成后，需要使用有毒性的还原剂对其进行还原，氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的缺陷较多，导电性较差，对环境和人体伤害较大，影响了其应用效果。通过使用导电性良好的石墨烯替代一些纳米金属粒子，因此我们提出了一种光固化石墨烯导电油墨的制备方法。

发明内容：

为解决上述问题，本发明提供了一种导电性优异和对人体无害的石墨烯导电油墨的制备方法，从而解决上述背景技术中提出的问题和弊端。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述一种光固化石墨烯导电油墨的制备方法，其光固化石墨烯导电油墨主要由物理法石墨烯粉、纳米金属粒子、粘结剂、防沉剂组成，其制备方法步骤是：

1、将物理法石墨烯粉体加入到丙酮和无水乙醇的混合溶液中，超声4h，离心取上清液，得到石墨烯分散液1；

2、将分散液1进行加热浓缩，加入纳米金属粒子、粘结剂、防沉剂，使用分散机高速分散20min，砂磨20min后得到石墨烯导电油墨；

3、将石墨烯导电油墨进行丝网印刷，并进行紫外光固化、加热烘干，得到石墨烯薄膜，用四探针电阻仪探测其电导率为1×10³～2×10⁴S/m；

优选的，无水乙醇和丙酮的质量比为1∶1～1∶5；

优选的，超声温度为5-20摄氏度，超声功率为500-1000W；

优选的，加热浓缩温度为80-95摄氏度，浓缩后其固含量为0.5-2％；

优选的，低速离心的转速为200-500rpm，离心时间为5min；

优选的，使用的粘结剂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、乙烯基醚树脂中的一种及几种，其含量为70份-80份；

优选的，使用的溶剂为异氟尔酮、丙酮、醋酸乙烯酯中的一种或几种，其含量为5份-10份；

优选的，所使用的光引发剂为双苯甲酰基苯基氧化膦，其含量为0.5-1.0份；

优选的，烘干设备为鼓风干燥箱，加热温度130-180摄氏度，固化装置为紫外光固化机；

优选的，纳米金属粒子的种类包括纳米银粒子、纳米银线、纳米铜粒子、纳米铜线等，其含量为10份-15份。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明以环氧树脂等为粘结剂，产品稳定。与氧化石墨烯相比，物理法石墨烯具有较好的导电性能。制备中间无有毒有害溶剂的使用，对人体和环境的伤害极低，同时降低了金属粒子的使用。

具体实施方式：