[发明专利]一种水性碳纳米导电油墨、制备方法及其采暖制品

说明书

技术领域

本发明属于导电油墨的技术领域，具体涉及一种水性碳纳米导电油墨、制 备方法及其采暖制品。

背景技术

碳纳米材料自发明以来，其优异的力学、电学、热学等性质受到了广泛的 研究应用，其中以碳纳米管和石墨烯作为研究的热点。碳纳米管是一种具有特 殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口) 的一维量子材料，由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。石 墨烯是一种由碳原子以sp²杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原 子层厚度的准二维材料。二者都具有优异的导电性、导热性和力学性能，可作 为优质导电功能单元，应用于新型导电油墨的制备，具有广阔的前景。

导电油墨用导电材料制成的油墨，具有一定程度导电性质。可作为印刷导 电点或导电线路之用。但是现有技术中的导电油墨普遍存在挥发性有机物含量 高、电阻大、附着力差、电性能衰弱等问题。因此把碳纳米材料用在导电油墨 的制备中，开发出一种水性碳纳米导电油墨是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水性碳纳米导电油墨及其制备方法，解决了背景 技术中的问题，这种水性碳纳米导电油墨采用碳纳米复合材料不仅可以满足无 挥发性有机化合物排放的环保要求，同时具有最高的导电接触效率，增加了导 电路通路数量，提高了导电的长期稳定性，解决了电阻大，电性能衰弱等问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种水性碳纳米导电油墨，其特征在 于：按照质量百分比由以下组份组成，研磨介质5％～20％、水性树脂粘结剂12％～40％、碳纳米材料30％～60％、助剂8％～20％，上述组分质量百分比值和为 100％。

本发明还公开了一种水性碳纳米导电油墨的制备方法，包含以下制备步骤：

(1)根据质量百分比将研磨介质、碳纳米材料、助剂加入研磨容器中，分 散搅拌均匀，得到混合物；

(2)将步骤(1)中得到的混合物进行研磨，测试其粒径D90小于20μm， 过滤出料，得混合浆料；

(3)将步骤(2)得到的混合浆料与水性树脂粘结剂、助剂根据质量百分 比加入搅拌容器中，分散搅拌均匀后出料，得到环保型水性碳纳米导电油墨。

优选的，所述的一种环保型水性碳纳米导电油墨的制备方法，其特征在于： 在步骤(1)中，所述分散搅拌条件包括：搅拌速率为1000-2000rpm，搅拌时间 为0.5-2小时；在步骤(2)中，所述研磨条件包括：搅拌速率为800-3000rpm， 研磨时间为2-16小时，研磨所用氧化锆珠的粒径范围为0.3～1.0μm；在步骤(3) 中，所述分散搅拌条件包括：搅拌速率为300-1000rpm，搅拌时间为0.5～2小时。

本发明进一步公开了有上述水性碳纳米导电油墨制备的采暖制品。

本发明的有益效果在于：本发明采用的碳纳米复合材料不仅可以满足无挥 发性有机化合物排放的环保要求，同时具有最高的导电接触效率，增加了导电 路通路数量，提高了导电的长期稳定性，解决了电阻大，电性能衰弱等问题。 该水性碳纳米导电油墨丝网印刷在一定的绝缘基材上，热压复合形成水性碳纳 米发热芯片的采暖制品，可用于污泥处理、保温、家庭供暖等采暖技术领域。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例中，方阻参数通过采用RTS-9双电测四探针测试仪，具体测试 方法如下：

将水性碳纳米导电油墨涂覆在玻璃基板上，使其干膜厚度为25μm，待其干 燥后，将样品放置在测试仪操作台，操作探针台压下探针，接通电流，选择方 阻类别进行测试；

粘度参数通过美国Brookfield旋转粘度计进行测试；

附着力参数通过GB 1720-89《漆膜附着力测定法》测得；

电性能稳定性参数通过在一定温度下，放置一定时间后的方阻变化率来判 定，具体测试方法如下：