[發(fā)明專利]一種導電石墨乳液的制備方法

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• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106782878A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 郝青
• 申請（專利權）人: 陜西環(huán)珂生物科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B1/24;C01B32/225
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 賈苗苗

技術領域

本發(fā)明屬于導電材料制備領域，尤其涉及一種導電石墨乳液的制備方法。

背景技術

石墨乳液主要是由導電物質、有機粘結劑、水和分散助劑等組成。將精細的石墨均勻地分散在液體介質中，利用溶液內的粘結劑和助劑使溶液中均勻分布的石墨顆粒保持穩(wěn)定，同時具有良好的潤濕性能，使石墨能充分的被吸附在非導體的孔壁表面上，形成均勻細致、結合牢固的導電層，便于后續(xù)直接電鍍。導電物質要具有優(yōu)良的導電性，要穩(wěn)定的懸浮于溶液中不發(fā)生沉淀，同時要求浸沉在孑L壁上的導電物質要平滑細致不易剝離。有機粘結劑的作用是提供骨架的作用，用以使導電物質之間相互連接，形成穩(wěn)定的導電通路，同時增加整個體系的穩(wěn)定性和潤濕性能，使導電物質能夠充分吸附到孔壁非導體基材上，要求必須是可溶性的，穩(wěn)定的，不易起泡的。為提高體系的穩(wěn)定性，通常調節(jié)溶液的pH值為9-10，呈現弱堿性。

石墨乳液的導電機理通常分為兩種。第一種是導電通道理論。該理論認為，導電涂層導電功能的實現是靠導電填料粒子之間的彼此接觸，搭接成鏈狀以及網格狀的三維立體導電結構，形成能夠傳送電子的導電通道。當導電涂料中添加的導電填料粒子濃度達到滲流臨界值后，大量的導電填料粒子之間彼此接觸，使得電子在載流子的承載下定向移動形成電流，實現最終涂層的導電性能。第二種是隧道效應理論，涂層中導電填料粒子之間的間隙被絕緣性的有機粘結劑所填充，當絕緣物質的厚度薄到約10個納米左右時，電子便在電場的作用下定向移動形成電流，從而使涂層導電，這種理論被稱之為隧道效應。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提供一種導電石墨乳液的制備方法。

本發(fā)明的技術方案為：

一種導電石墨乳液的制備方法，采用目數為15000目的石墨微粉為原料制成膨脹石墨；取4.50%-7.00%的膨脹石墨、5.00%-8.00%的有機粘結劑SP-33、助劑RX-20和去離子水放入容器內混合成混合溶液，使用分析純級別的氨水調節(jié)其pH值，使其pH值為9-10；將上述混合溶液攪拌均勻；在20℃-30℃溫度下使用雙頻數控超聲波清洗器進行2-2.5小時的超聲處理，即可制得導電石墨乳液。

本發(fā)明所述的導電石墨乳液的制備方法，所述膨脹石墨的用量為5.00%。當導電物質膨脹石墨含量比較少的時候，體系中的導電粒子含量也比較少，很難形成有效的、穩(wěn)定的導電網絡結構，也就形成不了較好的導電通路，使得石墨乳液的電阻率比較大，甚至會不導電；隨著膨脹石墨含量的增加，體系中導電粒子的含量增多，當其含量達到5．00％的時候，導電粒子之間形成穩(wěn)定的、有效的導電網絡，致使體系電阻率值大幅度減少，形成導電性的突變；繼續(xù)增加膨脹石墨的用量，會發(fā)現電阻率的值變化不大，因為在體系中已經形成了穩(wěn)定的導電網絡，增加的膨脹石墨只是讓導電通道更加穩(wěn)固，而過多的膨脹石墨還會使石墨乳液的黏度變大，由于粒徑很小，膨脹石墨之間會發(fā)生團聚，從而沉降，甚至會使電阻率的值增大，使得石墨乳液的導電性下降。

本發(fā)明所述的導電石墨乳液的制備方法，所有機粘結劑SP-33的用量為6.00%。有機粘結劑SP-33的用量對于石墨乳液導電性能有著明顯的影響。隨著有機粘結劑SP-33的加入，石墨乳液的電阻率開始變小，導電性能逐漸變好，當達到6．00％時，電阻率達到最低值，之后再增加用量，則會導致石墨乳液的電阻率開始變大。有機粘結劑在石墨乳液中可以起到骨架的作用，將分散的導電粒子結合成一個網絡結構，使得導電粒子之間能夠形成導電通路，從而能夠使整個體系具有導電性。

本發(fā)明所述的導電石墨乳液的制備方法，所述超聲處理的時間為2小時。

本發(fā)明所述的導電石墨乳液的制備方法，所述超聲處理的溫度為25℃。

本發(fā)明的技術效果在于：

本發(fā)明通過以由微米級石墨采用化學氧化法制備的膨脹石墨作為石墨乳的導電物質，選用適合的有機粘結劑和助劑，制備導電石墨乳液，均勻地分散在液體介質中，利用溶液內的粘結劑和助劑使溶液中均勻分布的石墨顆粒保持穩(wěn)定，同時具有良好的潤濕性能，使石墨能充分的被吸附在非導體的孔壁表面上，形成均勻細致、結合牢固的導電層，利于后續(xù)直接電鍍。

具體實施方式

實施例1