[發明專利]石墨烯導電漿料及制備方法和RFID電子標簽

有效

• 申請號: 202011203774.6
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112349448B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 劉振禹;馬有明;陳韶華;亓秀昌;劉進;趙娟;韓鵬
• 申請（專利權）人: 山東華冠智能卡有限公司
• 主分類號: H01B1/24
• 分類號: H01B1/24;H01B13/00;G06K19/077
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 種道北

本申請公開了一種石墨烯導電漿料及其制備方法和RFID電子標簽，該石墨烯導電漿料包括按重量份數計算的如下組分：石墨烯4?8份、改性碳導電劑3?5份、改性硅氧烷1?2份、分散劑0.5?1份和溶劑90?96份；改性碳導電劑是碳導電劑經硅烷偶聯劑改性制得，硅烷偶聯劑與所述碳導電劑的重量比為1：(3?5)；改性硅氧烷是硅氧烷經環氧樹脂改性制得，環氧樹脂與硅氧烷的重量比為(4?6):9。本申請提供的石墨烯導電漿料通過對碳導電劑及硅氧烷的改性，有效的提高了石墨烯導電漿料中石墨烯的分散性、穩定性及導電性，同時在RFID電子標簽的印刷過程中也提高了石墨烯導電漿料與基材的附著強度及耐磨性能，有效的提升了導電漿料的印刷性能。

技術領域

本申請涉及一種石墨烯導電漿料及制備方法和RFID電子標簽，屬于導電漿料技術領域。

背景技術

目前，國外一些研制射頻識別技術RFID的廠家已經紛紛重啟用石墨烯漿料印制RFID電子標簽的關鍵技術及產業化研究，如英國BGTM公司。然而，由于石墨烯特性跟傳統的導電填料銀粉有截然不同的外觀與導電特性，使得以石墨烯為基底的導電漿料的配方、制程工藝也截然不同。并且，以石墨烯為基底的導電漿料在實際生產中卻存在分散困難、易團聚、印刷適應性差的問題。

首先，為了符合環保標準，印刷漿料更傾向于選擇水溶性的漿料，而石墨烯的疏水性會使其極易通過強烈的范德華力產生團聚，而團聚后其導電性能會顯著下降。現有技術中為了獲得分散性和穩定性更好的石墨烯漿料，還采用使用氧化石墨烯、還原氧化石墨烯或對石墨烯進行化學接枝改性等方式，然而，氧化石墨烯的分散性好但導電性能較差，還原氧化石墨烯表面存在大量缺陷，影響其性能，最終的導電性差異較大，化學接枝改性的方式未知性較大。

在工業生產中更傾向于為石墨烯選擇更合適的分散體系，例如采用有機溶劑作為分散液，已知分散性較好的有N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)，以阻止其團聚，提高分散性。但是，有機溶劑具有揮發性并且毒性較大，不利于生產者和使用者的健康，對環境也具有污染和危害。

發明內容

為了解決上述問題，提供了一種石墨烯導電漿料及制備方法和RFID電子標簽，以克服現有技術的石墨烯導電漿料分散性差的技術問題，以獲得穩定性好、導電性能優良的導電漿料和RFID電子標簽。

根據本申請的一方面，提供了一種石墨烯導電漿料，包括按重量份數計算的如下組分：石墨烯4-8份、改性碳導電劑3-5份、改性硅氧烷1-2份、分散劑0.5-1份和溶劑90-96份；

所述改性碳導電劑是碳導電劑經硅烷偶聯劑改性制得，所述硅烷偶聯劑與所述碳導電劑的重量比為1：(3-5)；

所述改性硅氧烷是硅氧烷經環氧樹脂改性制得，所述環氧樹脂與所述硅氧烷的重量比為(4-6):9。

進一步地，所述硅烷偶聯劑與所述碳導電劑的重量比為1：(3-4.5)；所述環氧樹脂與所述硅氧烷的重量比為(4.5-5.5):9。

經環氧樹脂改性的硅氧烷能夠增加碳導電劑與石墨烯的結合強度，以及導電漿料與基材(如凹版印刷)的粘結強度，進而提高導電漿料的穩定性及導電性，同時經硅烷偶聯劑改性的碳導電劑，其環氧基團能夠增進碳導電劑、改性硅氧烷與石墨烯的相容性，進而提高石墨烯在導電漿料中的分散性。可選地，所述改性碳導電劑和改性硅氧烷至少一個嵌入石墨烯片層之間，可防止石墨烯重新石墨化，使導電漿料具有優異的分散穩定性，同時改性碳導電劑能夠填充石墨烯層表面的缺陷，進而提高導電漿料的導電性能。

可選地，所述改性碳導電劑和改性硅氧烷中的至少一種嵌入石墨烯片層之間。

可選地，所述碳導電劑包括導電石墨、碳納米管和碳纖維中的一種或多種；

所述環氧樹脂包括脂環族環氧樹脂和雙酚A型環氧樹脂；

所述石墨烯選自膨脹石墨、石墨烯粉、天然鱗片石墨、人造石墨中的一種或多種，然后經分散剝離后制得。