[發(fā)明專利]一種石墨烯包覆銅納米粒子復(fù)合材料導(dǎo)電油墨及其制備方法

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• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109401443A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘秋洋;岳光輝
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門泰啟力飛科技有限公司;廈門泰啟光輝新材料有限公司
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/14;C09D11/102;C09D11/107;C09D11/03
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本發(fā)明公開了一種石墨烯包覆銅納米粒子復(fù)合材料導(dǎo)電油墨及其制備方法，其組分按質(zhì)量比為：導(dǎo)電填料5?25份，連接料20?40份，助劑1?5份，溶劑30?60份。其導(dǎo)電填料為石墨烯包覆的銅納米顆粒，通過石墨烯與銅的有效包覆克服了銅納米顆粒氧化帶來的導(dǎo)電性能減弱和難以均勻分散等問題，并相對于金屬填料系的導(dǎo)電油墨大大降低了金屬顆粒的用量，從而制得的導(dǎo)電油墨具有良好的導(dǎo)電性能和優(yōu)異的柔韌性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石墨烯復(fù)合金屬納米顆粒復(fù)合導(dǎo)電油墨，尤其涉及石墨烯包覆銅納米復(fù)合材料導(dǎo)電油墨并用于薄膜開關(guān)、電子器件、太陽電池和射頻識別的一種復(fù)合導(dǎo)電油墨及其制備方法。

背景技術(shù)

印刷后具有導(dǎo)電性的功能性油墨即導(dǎo)電油墨。早在1948年美國人制備了銀和環(huán)氧樹脂混合的導(dǎo)電油墨的雛形。日本于２０世紀(jì)５０年代開始研發(fā)出具有防靜電領(lǐng)效果的銀系和碳系導(dǎo)電涂料。隨著導(dǎo)電油墨在電磁屏蔽以及熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸深入，導(dǎo)電油墨取得了迅猛的發(fā)展。據(jù)IDTechEx公司預(yù)測到2024年，導(dǎo)電油墨將廣泛的應(yīng)用在在汽車、觸摸、光電、射頻識別、傳感器、智能包裝、邏輯和存儲器等領(lǐng)域，其稅收將達(dá)到28億美元。巨額的利益促使并推動著導(dǎo)電油墨市場的迅速拓展，因此研發(fā)出滿足市場特定需求的導(dǎo)電油墨是當(dāng)務(wù)之急。

導(dǎo)電填料是導(dǎo)電油墨中的核心成分。導(dǎo)電油墨根據(jù)導(dǎo)電填料的不同主要可分為無機(jī)導(dǎo)電油墨和有機(jī)導(dǎo)電油墨兩大類。無機(jī)導(dǎo)電油墨主要是由金屬粒子和碳類材料作為導(dǎo)電填料制備，金屬填料有金、銀、銅等，碳類填料主要包括石墨和炭黑等；有機(jī)導(dǎo)電油墨主要是由導(dǎo)電高分子制備，如聚乙炔、聚苯撐乙烯、聚吡咯等有機(jī)材料。目前金屬系的導(dǎo)電油墨因其優(yōu)異的性能廣泛應(yīng)用于電子器件。銀電子漿料導(dǎo)電油墨是目前商業(yè)化程度最高的，然銀價(jià)格高屬于貴金屬材料限制了其迅猛的發(fā)展。銅作為賤金屬以高的性價(jià)比受到人們的關(guān)注，但銅材料極易在空氣中氧化從而降低其導(dǎo)電性能限制了其作為主要的導(dǎo)電填料在導(dǎo)電油墨等領(lǐng)域的應(yīng)用，此外由于銅粉或銅漿料的熱收縮性，銅漿制備過程中銅粉末的分散等問題也是限制其應(yīng)用的主要原因。

另外，近年來，碳系油墨以價(jià)格低廉被應(yīng)用于一些發(fā)熱電路，如薄膜開關(guān)、太陽能電池等。尤其是近年來研發(fā)的石墨烯導(dǎo)電油墨依靠石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性能和其具有的與噴墨打印兼容性能而備受關(guān)注，如果能提高其導(dǎo)電性則可以滿足電子工業(yè)的需求。并基于石墨烯的引入帶來的樹脂的韌性的提高，促進(jìn)了油墨的抗撓折性，有利于在柔性基底上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種石墨烯包覆銅納米粒子納米復(fù)合材料導(dǎo)電油墨及其制備方法，以解決現(xiàn)有油墨的導(dǎo)電性能和優(yōu)異的柔韌性的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種石墨烯包覆銅納米粒子納米復(fù)合材料導(dǎo)電油墨，所述石墨烯包覆銅納米粒子納米復(fù)合材料導(dǎo)電油墨由導(dǎo)電填料5-25份、連接料20-40份、助劑1-5份和溶劑30-60份摻雜制備而成。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電填料為石墨烯包覆的銅納米顆粒。

優(yōu)選地，所述連接料為乙基纖維素、聚氨醋樹脂、環(huán)氧樹脂E-51 、環(huán)氧樹脂E-44 、乙酸丁酸纖維素、醋丁纖維素、聚酣膠樹脂、丙烯酸樹脂、貫主丙基甲基纖維素、三元氯醋酸樹脂中一種或幾種。

優(yōu)選地，所述溶劑為有機(jī)溶劑。

優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為乙醇、乙二醇、異丙醇、松油醇、丙蘭醇、十六醇、混二酸二甲醋、環(huán)己酣、乙酸乙醋、唬E自酸二甲醋、丙二醇正丙醋、丙二醇甲酶醋酸醋、丙二醇甲醋、戊二酸二甲醋、乙酸正丁醋、己二酸二甲醋、十二醇醋中的一種或幾種。

優(yōu)選地，所述助劑為分散劑、固化劑、消泡劑、消光劑、觸變劑、穩(wěn)定劑中的一種或幾種。

一種石墨烯包覆的銅納米顆粒的制備方法，其特征在于所述方法步驟如下：

（1）將氯化銅（CuCl₂）和還原劑溶液加入燒杯中并攪拌；

（2）往步驟（1）增加分散劑、混合溶液并攪拌；