[發明專利]一種碳電子漿料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710940130.7
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN107705878A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王鳴魁;宋金魁;陶磊明;李浩;劉雙雙;申燕
• 申請（專利權）人: 武漢配斯特科技有限公司
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 王志興

技術領域

本發明涉及電子材料技術領域，更具體涉及一種碳電子漿料及其制備方法。

背景技術

電子漿料可應用于光伏電極、光催化、電容器等領域中，從60年代產生，發展到現在，由于其具有環保、高效和節能等一系列優勢，在市場有巨大的應用潛力。

傳統的電子漿料中通常需加入超過50％的鉛以便降低電子漿料的燒結溫度，但由于鉛含量過高，在電子漿料生產過程中含鉛的玻璃粉會對環境造成嚴重的污染，進而影響人類身體健康，違背人與自然和諧相處的理念，因此開發無鉛電子漿料是目前重要的、亟待需要解決的課題。

此外，出于成本考慮，在電子漿液生產過程中可以使用賤金屬漿料替代貴金屬漿料，這樣雖然在成本和其他方面存在較大的優勢，但由于賤金屬在高溫下極易被氧化，容易導致電子漿液的功能相變質，進而嚴重影響其電子漿料的性能。

目前，隨著電子漿料技術的高速發展，碳電子漿料由于其高性能、低成本大大提高了電子漿料產品的競爭能力。同時，碳電子漿料中無鉛，符合保護環境的理念，所以，碳電子漿料也必然成為電子漿料產業發展的方向。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供了一種無環境污染、成本低且性能優良的碳電子漿料。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：

一方面，本發明提供一種碳電子漿料，其包含以下重量份的組分：

導電相 30-90份，

粘結相 0-20份，

有機載體 100-190份，

增稠劑 0-16份，以及

消泡劑 0-10份。

優選地，所述碳電子漿料包含以下重量份的組分：

導電相 50-60份，

粘結相 4-6份，

有機載體 150-170份，以及

增稠劑 8-12份。

導電相作為碳電子漿料中的主要功能相，其微觀結構決定電子漿料的電性能，影響最后成膜的物理和機械性能。粘結相的主要作用是使導電相能牢固地結合在一起，同時，可以增強碳膜對基底的附著力，使碳膜更好地附著在基底上不容易脫落，也會增強碳膜的機械性能和介電性能。有機載體的作用是做導電相和粘結相的運載，還可控制電子漿料的流變特性，使固體形態的導電相、粘結相和其他固體物質分散成具有流體特性的漿料，以便于轉印到基底上，形成所需圖形，從而適用于絲網印刷法和刮刀法等簡單的制備工藝。增稠劑的作用是增加碳電子漿料的流變性。

優選地，按重量份計，導電相包含37-43份的石墨、7-13份的炭黑和0-50份其它碳材料。

優選地，石墨為石墨粉和石墨片的混合物。通過對石墨粉和石墨片的混合，一方面可以使印刷后的碳電子漿料成膜后強度的增加，不容易從基底上脫落；另一方面石墨片交叉分布于石墨粉中，更有利于載流子的傳輸，可以提升碳電子漿料的導電性；同時，采用碳材料作為電極，與金屬材料相比，一方面可以降低生產成本，另一方面采用碳對電極會更加穩定，例如不發生離子遷移和氧化等化學現象。

優選地，其它碳材料選自碳納米管、碳纖維和碳球中的一種或多種。

優選地，粘結相為金屬氧化物。

優選地，粘結相選自ZrO₂、Al₂O₃、PbO、SiO₂、B₂O₃、BaO、ZnO、B₂O₃、CaF₂和CuO中的一種或多種，最有選為ZrO₂。

優選地，有機載體選自松油醇、萜品醇、丁基卡必醇、丁酸丁基卡必醇、異丙醇、甲苯和氯苯中的一種或多種；更優選為松節油透醇。

優選地，增稠劑選自乙基纖維素、羥丙基纖維素、硝基纖維素、丙烯酸樹脂、丁醛樹脂、聚異乙烯、聚己烯乙醇、聚α-甲基苯乙烯、聚己烯醋酸酯和苯乙烯中的一種或多種，更優選為乙基纖維素。

優選地，消泡劑選自硅酸甲脂、硅酸四乙脂和苯甲基硅油中的一種或多種。

另一方面，本發明還提供上述碳電子漿料的制備方法，該方法包括如下步驟：

1)預混合：將導電相、粘結相和有機載體添加到溶劑中進行預混合，在預混合的過程中添加增稠劑和消泡劑，進行機械攪拌5分鐘以上，然后置入超聲破碎儀中進行超聲破碎5分鐘以上，再重復進行機械攪拌和超聲破碎一次以上；