[發明專利]石墨納米片印刷油墨和由其印刷的天線的制備方法和用途

在審

• 申請號: 201710235330.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN108690402A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 沈志剛;劉磊
• 申請（專利權）人: 華瑞墨石丹陽有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蘇蕾;張奎燕

一種石墨納米片印刷油墨和利用上述印刷油墨制備石墨納米片印制天線的方法，其中，所述印刷油墨包括40?80重量份石墨納米片、20?60重量份樹脂、1?40重量份溶劑和0.1?20重量份助劑；所述方法包括：將所述重量份的石墨納米片、樹脂、溶劑和助劑混合得到石墨納米片印刷油墨，將所述石墨納米片印刷油墨印刷成天線，烘干，壓實。所制備的石墨納米片印制天線可用于無線射頻識別。

技術領域

本申請涉及但不限于一種天線材料領域，特別涉及但不限于一種石墨納米片印刷油墨和由其印刷的天線的制備方法和用途。

背景技術

射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，通過傳感器發射的無線電波，可以在一定距離內讀取RFID電子標簽內儲存的信息。隨著RFID技術的普及和快速發展，進一步降低RFID電子標簽的制造成本是目前關注的熱點。RFID電子標簽包括天線、基底和芯片三個部分，其中RFID天線的成本占到電子標簽總成本的30％左右。RFID天線的制備方法主要包括蝕刻法、電鍍法和印制法等，蝕刻法和電鍍法是目前的主要應用方法，但這兩種方法的制備工藝復雜、成品制作時間長、生產成本高、環境污染大。印制法制作RFID電子標簽天線具有高效快速、無污染的特點，但其所用的天線材料是影響天線性能的關鍵。

傳統的天線導電材料中，導電功能單元主要為碳材料、金屬、金屬氧化物、導電聚合物等。金屬材料是目前應用最廣的一種天線材料，其電阻值約為10^-4-10^-2Ω·cm，其中銀漿材料所制備的印制電路的導電性能良好，但成本高、耐彎折性差、燒結易開裂；銅漿材料在空氣和水的作用下易氧化，導致印制電路的導電性下降甚至失效。與金屬材料相比，碳材料的導電性較差，但其優勢在于耐腐蝕、抗氧化、成本低、性能穩定。金屬氧化物的優勢是熔點高、抗氧化、價格適中，但其導電性并不理想。導電聚合物使用方便，導電性比較理想，但使用溫度范圍較窄、成本較高、穩定性差、儲存期短。目前傳統的天線導電材料存在著諸多問題，為提高性能，研發新型導電天線材料具有重要意義。

傳統的碳漿天線材料與金屬天線材料相比，其導電性并不理想，為改善碳漿材料的導電性能，研究人員采用多種新型的碳材料進行了改進，如碳納米管、碳纖維、石墨烯等，這些材料具有優異的導電特性，但也存在較多問題，例如，碳納米管需要人工合成，制備成本較高，并且極易發生纏繞團聚，分散難度較高；碳纖維存在與碳納米管類似的問題，并且纖維尺寸較大，并不適合應用于導電天線材料。

石墨烯是另一種具有優異物理化學性能的碳納米材料，它是由碳原子以sp²雜化形式構成的六角蜂窩狀結構的層狀材料，廣義上，石墨烯是指層數少于十層(厚度＜3.4nm)的石墨納米片層(Soft-lithographic processed soluble micropatterns of reducedgraphene oxide for wafer-scale thin film transistors and gas sensors[J].Journal of Materials Chemistry,2012,22(2):714-718.)。石墨烯具有極高的電導率，但目前其制備成本較高，主要制備方法包括氣相沉積法、氧化還原法、液相直接剝離法等。氣相沉積法主要用于制備石墨烯薄膜，并不適合用于制備導電天線材料所需的石墨烯粉。氧化還原法是制備石墨烯應用最廣泛的方法，但其缺點在于氧化處理后的石墨烯導電性大幅度下降，與本征石墨烯的電導率差距較大。液相直接剝離法是通過物理法在液相環境下剝離石墨材料獲得產品，該方法得到的石墨烯具有良好的導電性，優于氧化還原法得到的石墨烯，是理想的導電功能材料。但是，液相直接剝離法也存在部分難題：首先物理法剝離的效果并不理想，超聲剝離法和球墨剝離法的石墨烯產率小于10％，需要采用高速離心進行分離，間接提高了生產成本。