[发明专利]一种新型的碳系导电油墨及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型的碳系导电油墨，其组成包括：导电填料10%‑50%，连接料20%‑90%，助剂1%‑3%，其余为溶剂。其中，碳系导电填料为混合均匀的导电炭黑和石墨烯。该新型的碳系导电油墨的制备方法为：1、将导电炭黑和石墨烯通过行星球磨机磨细并混合均匀，得到导电填料；2、把导电填料、连结料、助剂和溶剂依次通过超声分散，离心搅拌，三辊机研磨，所获得的均匀混合物即为新型的碳系电油墨。本发明的碳系导电油墨具有导电率高、成本低廉、制备方法简单的特点。

技术领域

本发明涉及导电油墨领域，尤其是涉及一种由导电炭黑和少量石墨烯作为导电填料的碳系导电油墨及其制备方法。

背景技术

碳系导电油墨是一种填充型的热固性复合材料。由于碳的性能较为稳定，因此，使用碳为导电材料的碳系导电油墨其性能较金属系导电油墨更为稳定，不易产生氧化，且制成后对于酸、碱和化学溶剂的腐蚀都有较大的抗性。另外，碳系导电油墨加工性能好和价格低廉，已被广泛应用于电子、国防、化学和石油化工等领域。碳系导电油墨的导电填料主要是有导电槽黑、乙炔黑、炉法炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯等。

目前，商品化的碳系导电油墨一般是由导电石墨和/或导电炭黑通过与与热固性树脂相结合制成导电油墨，其电阻率约为10² Ω cm-10^-1 Ω cm。就国内而言，有诸多关于碳系导电油墨的专利，比如使用超导炭黑和导电石墨作为导电填料的耐腐蚀性碳系导电油墨（CN103965697A）、使用微米级石墨作为导电填料的水性碳系导电油墨（CN102443320A）等等。但是，大多数碳系导电油墨的导电性都受其导电填料的限制。这严重局限了碳系导电油墨的应用范围。

因此，研发导电性高且具备碳系导电油墨特性的导电油墨具有及其重要的经济意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种以导电石墨和石墨烯均匀混合物作为导电填料的新型碳系导电油墨。

本发明的技术方案如下：

一种新型的碳系导电油墨，其各组分及各组分质量百分比为：导电填料10%-50%，连接料20%-90%，助剂1%-3%，其余为溶剂。

所述的导电填料为导电炭黑和石墨烯的均匀混合物。其中，导电炭黑为导电槽黑、导电炉法碳黑、超导电炉法碳黑、特导电炉法碳黑和乙炔碳黑中的一种或多种；石墨烯为单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯和纳米石墨烯片中的一种或多种。

所述的连结料为合成树脂，其包括环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、氨基树脂、聚酯树脂、酚醛树脂中的一种或多种。

所述的助剂包括分散剂、流平剂、消泡剂、稳定剂、增稠剂、成膜剂、润湿剂、触变剂中的一种或多种。

所述的溶剂包括水、醇类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、脂肪烃类溶剂、芳香烃累溶剂、醚类溶剂中的一种或多种。

所述的碳系导电油墨，其制备步骤如下：

（1）按一定比例称取导电炭黑和石墨烯并放置于行星球磨机中研磨、混合，得到导电填料；

（2）按导电油墨的各组分质量分数称取各组分，并依次通过超声分散、离心搅拌、三辊机研磨，所获得的均匀混合物即为新型的碳系电油墨。

所述步骤（1）中导电炭黑和石墨烯的质量比为1:1-100:1。

本发明有益的技术效果在于：

1、本发明使用少量的导电性能优异的石墨烯与炭黑混合，共同作为导电填料使得导电性得到很大提高；

2、本发明的碳系导电油墨制备方法成熟、简单、易于实施、适合大规模生产。

具体实施方式

实施例1