[发明专利]一种石墨烯复合银浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石墨烯制备和应用技术领域，具体为一种石墨烯复合银浆及其制备方法。

背景技术

电子浆料是生产各种电子元器件产品的关键功能材料，其中约80％采用银粉末作为主体功能相。导电碳浆是以碳系材料和聚合物树脂混合制备而成，具有良好的导电性，广泛应用于移动电话、电脑、便携式电子产品、消费电子、网络硬件、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备。导电碳浆经加热固化后形成涂膜层，涂膜层性能稳定不易氧化、耐酸、碱和溶剂腐蚀，可以起到保护和导电的作用。金属导电浆料，如金、银和铜浆油墨，具有优良的导电性，电阻率可达到10^-2-10^-3Ωcm。金银粉油墨性能好，但价格较贵，银自身存在着易迁移、硫化、抗焊锡侵蚀能力差、烧结过程容易开裂等缺陷。铜浆油墨在空气和水作用下会产生氧化层使导电性不稳定。

导电银浆一般由银粉、无铅玻璃粉和有机组分组成。导电银浆中银粉的分散均匀性对导电银浆的导电性有很大的影响。导电银浆在导电性中存在的问题：一方面纳米银粉的粒径较小、表面活化能较高、难分散，容易发生团聚现象，另一方面不导电物质无铅玻璃粉的存在将通常导致导电银浆的导电性变差。现有的导电碳浆虽然与导电银浆相比，具有高的性价比，但是其电阻性能低于导电银浆，所以在运用中效果有限，在要求高导电性能的产品中，应用受到限制。

石墨烯作为一种新型的二维碳原子晶体，其 sp2 杂化轨道可以为银粒子提供静电吸附，从而解决纳米银粉容易产生局部团聚的问题。

所以，本发明要解决的问题是提供一种利用石墨烯解决纳米银粉容易产生局部团聚的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯复合银浆及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的传统导电银浆由于团聚现象引起的导电性差的问题，同时减少银的使用量，降低导电银浆的制备成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨烯复合银浆，其特征在于：各原料按质量百分比的构成为：石墨烯-纳米Ag复合粉末 30～50 份、银包覆无铅玻璃粉 10～20 份、有机溶剂 22～34 份、pH缓冲剂0.1～10份，水20～50份。

一种石墨烯复合银浆的制备方法，其特征在于：复合银浆的制备包括以下步骤：

S1、制备石墨烯-纳米Ag复合粉末；

S2、制备银包覆无铅玻璃粉；

S3、制备有机载体；

S4、制备石墨烯复合银浆。

进一步的，所述步骤S1石墨烯-纳米Ag复合粉末的制备包括步骤：

S11、配置超纯水和异丙醇的混合溶剂，加入纳米银粉混合并分散均匀后，加入氨丙基甲基二甲氧基硅烷偶联剂，加热反应后，再经洗涤干燥得到改性银粉；

S12、将石墨烯粉体均匀分散在超纯水中，加入质量10倍于石墨烯粉体的NaOH后，超声反应后，再加入质量15倍于石墨烯粉体的H2O2混合，继续超声反应后，经洗涤干燥得到改性石墨烯；

S13、将步骤S11制备的改性银粉与超纯水混合得到溶液与步骤S12制备的改性石墨烯与超纯水混合得到溶液混合，加入缩合剂，反应结束后，经洗涤、干燥得到所述的石墨烯/纳米银复合粉体。

进一步的，所述步骤S2银包覆无铅玻璃粉的制备包括步骤：

S21、在硝酸银溶液中加入无铅玻璃粉并搅拌 ；

S22、向上述加入了无铅玻璃粉的硝酸银溶液中加入氨水，搅拌使无铅玻璃粉表面沉积银；

S23、抽滤洗涤烘干后得到银包覆无铅玻璃粉。

进一步的，所述步骤S3有机载体制备方法为：按照重量百分比，将高分子树脂加入到有机溶剂中，配置成有机载体混合液，将混合液加热到 95℃并充分搅拌至树脂完全溶解后，然后再放在95℃的恒温水浴锅中保持搅拌，最后得到有机载体。

进一步的，所述步骤S4石墨烯复合银浆的制备包括步骤：

S41、将上述获得的石墨烯-纳米Ag复合粉末、银包覆无铅玻璃粉按配比混合0 .5-6h，再超声分散1-10h，并在球磨机中高速球磨分散，最后经200目网布过滤，获得混合浆料；

S42、上述混合浆料中案子配比加入有机载体与pH缓冲剂0.1～10份，水20～50份，充分分散，进行粘度测量，调节粘度，得到均匀的石墨烯复合银浆。