[发明专利]水性石墨烯导电油墨、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及油墨技术领域，尤其涉及一种水性石墨烯导电油墨、制备方法及其应用。

背景技术

从各地出台的挥发性有机物（VOC）排污费征收办法来看，包装印刷成为VOC排污治理的重点行业，这主要缘于印刷过程排放的有机溶剂造成的VOC污染，而这种溶剂来源于大量使用的溶剂型油墨以及印刷过程中必须使用的相当比例的稀释溶剂。在这种情况下，以水代替有机溶剂制成的水性油墨来进行印刷受到了印企更多的关注，水性油墨大幅减少甚至杜绝有机溶剂排放的优势使得其生产技术不断进步。水性油墨用水作为溶剂，消除了有机溶剂排放引起的VOC排放、易燃烧的消防安全问题以及对印刷操作者身体的潜在危害性等问题。推广使用水性油墨也被列入了《“十三五”挥发性有机物污染防治工作方案》。

目前的RFID超高频标签，主要采用导电银浆丝网印刷工艺和铝蚀刻工艺生产，对于导电银浆丝网印刷工艺而言，其材料成本过高，导电银浆的成本约在3000—4500元/kg，而水性石墨烯导电油墨的价格约在300元/kg左右；对于铝蚀刻工艺而言，蚀刻时由于要蚀刻出相应的RFID标签形状，因此会产生大量铝废液，对环境造成大量的污染，而且生产工艺相较于丝网印刷工艺，其工艺复杂。

近来，也有采用水性石墨烯进行RFID的表面印刷，但是目前水性石墨烯导电油墨普遍存在附着力差的问题，这一问题严重影响水性石墨烯导电油墨的实际应用和推广。因此，目前的技术难题是如何实现用水性油墨来印刷非吸收性的塑料薄膜（例如PET），以达到溶剂型石墨烯导电油墨的印刷效果。

发明内容

本技术方案实施例的目的在于提供一种表面附着力强、导电性好的水性石墨烯导电油墨、制备方法及其应用。

本发明提供一种水性石墨烯导电油墨，其其由包括以下重量份的原料制备而成：

石墨烯浆料 20—55

导电炭黑 5—40

酸碱调节剂 5—15

防沉降剂 0.2—1.8

溶剂 10—40

连接料 20—45

表面活性剂 0.01—2.0

消泡剂 0.1—2.9

流平剂 0.05—0.5

附着力促进剂 0.1—2.0

所述的酸碱调节剂为氨水、一乙醇胺中的一种或一种以上；

所述的连接料为水性热固型丙烯酸树脂AC5165、水性丙烯酸树脂AC5110、热塑性丙烯酸树脂AC5000中的一种或一种以上；

所述的消泡剂水性烷基改性有机硅消泡剂、有机硅酮消泡剂、高分子量丙烯酸酯均聚物非硅消泡剂、低分子量丙烯酸酯均聚物非硅消泡剂中的一种或一种以上；

所述的流平剂为溶剂类流平剂、丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳化合物类流平剂中的一种或一种以上；

所述的附着力促进剂为硅烷偶联剂类附着力促进剂、钛酸酯偶联剂类附着力促进剂、树脂类附着力促进剂中的一种或一种以上。

在其中一些实施例中，其由包括以下重量份的原料制备而成：

石墨烯浆料 20—45

导电炭黑 5—20

PH调节剂 5—10

防沉降剂 0.2—1.5

溶剂 15—40

连接料 20—35

表面活性剂 0.05—1.5

消泡剂 0.1—0.9

流平剂 0.05—0.2

附着力促进剂 0.2—2.0。

在其中一些实施例中，其由包括以下重量份的原料制备而成：

石墨烯浆料 25—45

导电炭黑 6—18

PH调节剂 5—8

防沉降剂 0.2—1.3

溶剂 15—26

连接料 20—30

表面活性剂 0.05—1.2

消泡剂 0.1—0.5

流平剂 0.05—0.1

附着力促进剂 0.5—2.0。

在其中一些实施例中，所述石墨烯浆料由石墨烯微片、分散剂、以及水组成，石墨烯片径为小于等于5μm，其中石墨烯微片为5重量份，分散剂为0.5重量份，水为94.5重量份。

在其中一些实施例中，所述的导电炭黑是卡博特导电炭黑2000、德固赛导电炭黑XE2-B、卡博特导电炭黑N550中的一种或一种以上。

在其中一些实施例中，所述酸碱调节剂为氨水。

在其中一些实施例中，所述的连接料水性热固性丙烯酸树脂AC5165。