[发明专利]一种抗氧化的铜-石墨烯复合导电油墨及其制备方法

说明书

一种抗氧化的铜‑石墨烯复合导电油墨及其制备方法，涉及导电油墨。抗氧化的铜‑石墨烯复合导电油墨的组分按质量比为：导电填料30～70，连接料3～20，助剂1～5，溶剂25～65；所述导电填料包括组分一和组分二，所述组分一为甲酸根修饰的铜材料，所述组分二为导电碳材料。制备时，甲酸根修饰铜材料的表面；将连接料溶于油墨溶剂中，混合搅拌待连接料全部溶解后，得透明的连接料混合液；将铜材料和导电填料组分二加入球磨罐中球磨0.1～10h后，再加入连接料混合液和助剂混合加入球磨机中球磨0.5～50h，球磨机转速为150～550rpm，得浆料；将浆料过滤，即得抗氧化的铜‑石墨烯复合导电油墨。

技术领域

本发明涉及导电油墨，尤其是涉及适用于薄膜开关、电子器件、太阳能电池和射频识别(RFID)的一种抗氧化的铜-石墨烯复合导电油墨及其制备方法。

背景技术

随着现代印刷电子技术的产生，基于导电油墨的印刷电子工业正在迅速发展，对油墨的成本与性能提出了更高的要求。导电油墨是由导电填料、连结料、助剂及溶剂组成的一种均匀分散的混合物，而导电填料的类别及用量决定了油墨的导电性能。金属系导电油墨因其优异的性能广泛应用于电子器件，目前商业化程度最高的是银电子浆料，然而银价格持续猛涨，银浆生产成本持续增涨，厂家与客户成本压力不断增长，导电浆料的低成本化已成为发展趋势。铜作为贱金属因其较高的性价比受到人们的青睐，但铜材料极易在空气中被氧化导致性能下降，限制了其在导电油墨等领域的应用，因此通常以抗氧化处理的铜为原料制备铜系浆料。但导电铜粉和铜浆料具有热收缩性，铜浆制备过程中的分散等问题尚未得到合理解决。

碳系油墨因其价格低廉，导电性一般，主要应用于薄膜开关、太阳能电池以及一些发热电路。与传统碳系导电油墨而言，石墨烯导电油墨的导电性能更优，且能与喷墨打印兼容，因此备受关注，但受其导电性限制难以满足电子工业的需求。除此之外，石墨烯的引入可以提高树脂的韧性，改善油墨的抗挠折性，有利于在柔性基底上的应用。

铜-石墨烯复合油墨可以大大降低电子浆料的原料成本，因此用具有良好稳定性和导电性的铜材料制备铜-石墨烯复合导电油墨具有重大的经济意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的贵金属导电油墨成本高等问题，提供的导电油墨具有更好的导电性和分散性，易于长期保存，在柔性材料表面印制的电路具有更好抗挠折性的一种抗氧化的铜-石墨烯复合导电油墨及其制备方法。

所述抗氧化的铜-石墨烯复合导电油墨的组分按质量比为：

导电填料30～70，连接料3～20，助剂1～5，溶剂25～65；所述导电填料包括组分一和组分二，所述组分一为甲酸根修饰的铜材料，所述组分二为导电碳材料；所述组分一与组分二的质量比为(3～12)︰1。

所述导电组分一为在表面修饰有甲酸根的铜材料，所述铜材料包括铜单质、铜合金或表面部分氧化的铜材料等。

所述导电碳材料可选自石墨烯、膨胀石墨、碳纤维、碳纳米管、导电炭黑、乙炔黑等中的至少一种。

所述连接料可选自环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、聚酰胺树脂、乙基纤维素、丙烯酸树脂、醋丁纤维素、聚氨酯树脂、三元氯醋酸树脂、羟丙基甲基纤维素、乙酸丁酸纤维素等中的至少一种。

所述助剂可选自分散剂、稳定剂、消泡剂、触变剂、固化剂等中的至少一种。

所述溶剂可采用油墨溶剂，所述油墨溶剂可选自乙醇、松油醇、异丙醇、丙三醇、乙酸乙酯、环己酮、乙酸正丁酯、丙二醇正丙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、琥珀酸二甲酯、戊二酸二甲酯、已二酸二甲酯、混二酸二甲酯、十二醇酯、十六醇等中的至少一种。

所述抗氧化的铜-石墨烯复合导电油墨的制备方法包括以下步骤：

1)甲酸根修饰铜材料的表面；