[發明專利]一種石墨烯導電漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711485090.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108257710B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 王田軍;劉斌;鄭詩雨;吳菲;羅平
• 申請（專利權）人: 深圳市匯北川電子技術有限公司
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 張海平;彭家恩

本申請涉及導電漿料領域，具體涉及一種石墨烯導電漿料。該石墨烯導電漿料包含以下組分：環氧官能化的石墨烯1?10重量份、環氧樹脂4?15重量份、環氧改性的硅氧烷2?6重量份、環氧活性稀釋劑2?6重量份和潛伏性固化劑0.1?0.8重量份。進一步地，該石墨烯導電漿料還包含經硅烷偶聯劑改性的導電炭黑5?20重量份。本申請還提供了制備該石墨烯導電漿料的方法，包括石墨烯粉末的環氧官能化、硅氧烷的環氧改性和各組分的混合攪拌，還進一步地包括導電炭黑的改性。本申請的石墨烯導電漿料實現了石墨烯的良好分散性和導電漿料的良好粘結性，并且導電炭黑能降低石墨烯的用量，降低成本。

技術領域

本申請涉及導電漿料技術領域，具體涉及一種石墨烯導電漿料及其制備方法。

背景技術

近年來，導電漿料作為一種具有特定功能的基礎電子材料，在印刷電路板(PCB)、印刷電路板組件(PCBA)、太陽能電池、RFID射頻天線、觸摸屏線路、柔性印刷電路(FPC)、電熱膜等電子線路領域得到廣泛應用。目前，導電漿料主要以金屬粉末作為導電劑，尤其是銀粉作為導電劑的導電漿料是目前最重要的導電漿料。為保證漿料的高導電性，就必須增加導電劑的填充量，但隨著金屬粉末的增加，漿料的粘接性能隨之下降，脆性、密度逐漸增加。

為解決這一問題，有研究者采用石墨烯負載金屬顆粒作為導電劑來制備導電漿料。參見例如：CN103500812A，一種摻雜石墨烯制備高導電漿料的方法；CN103839605A，一種導電漿料及其制備方法和應用；CN104021842A，一種石墨烯復合銅厚膜導電漿料及其制備方法。石墨烯是一種由碳原子構成的平面薄膜，內部的碳原子之間的連接很柔韌。石墨烯在常溫下其電子遷移率超過15000cm²/(V·s)，導熱系數高達5300W/(m·K)，而電阻率只約10^-6Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料。由于石墨烯具有以上特殊優點，在導電漿料中只需要少量添加石墨烯就能很大程度地改善漿料的導電性能。

然而，石墨烯粉末在制備導電漿料過程中存在分散性問題，導致團聚的現象。本領域技術人員為解決分散性問題，對石墨烯進行氧化形成氧化石墨烯，并且采用大量表面活性劑和分散劑來幫助石墨烯粉末的均勻分散。但是，對于導電漿料而言，表面活性劑和分散劑本身不參與導電，這會影響電子器件在使用過程中的電學性能和穩定性。

發明內容

本申請的目的是提供一種新的石墨烯導電漿料及其制備方法，以克服現有技術的分散性問題，得到電學性能優良、穩定性好、成本降低的石墨烯導電漿料。

因此，在第一方面，本發明提供一種石墨烯導電漿料，該石墨烯導電漿料包含以下組分：環氧官能化的石墨烯1-10重量份、環氧樹脂4-15重量份、環氧改性的硅氧烷2-6重量份、環氧活性稀釋劑2-6重量份和潛伏性固化劑0.1-0.8重量份。

優選地，該環氧樹脂為具有π鍵結構的環氧樹脂。更優選地，該環氧樹脂為具有苯環結構的環氧樹脂。還更優選地，該環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂或者雙酚F型環氧樹脂，尤其是電子級雙酚A型環氧樹脂或者雙酚F型環氧樹脂。最優選地，該環氧樹脂為雙酚F型環氧樹脂，因為雙酚F型環氧樹脂具有良好的高溫穩定性，對金屬、塑料、橡膠、陶瓷等多種材料具有良好的粘接性能。

該環氧官能化的石墨烯是通過用該環氧樹脂將石墨烯粉末進行表面官能化制得，其中該環氧樹脂與該石墨烯粉末的重量比為1:4-3:1。優選地，用雙酚F型環氧樹脂將石墨烯粉末進行表面官能化。

該環氧改性的硅氧烷是通過用該環氧樹脂將硅氧烷進行改性制得，其中該環氧樹脂與該硅氧烷的重量比為1:3-2:1，其中該硅氧烷是四甲基四氫環四硅氧烷、四甲基二氫二硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基四乙烯基環四硅氧烷中的至少一種。優選地，用雙酚F型環氧樹脂將硅氧烷粉末進行表面官能化。