[發明專利]一種基于非晶相碳材料的水性導電油墨及制備方法

有效

• 申請號: 202110049514.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112777581B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 周星;郝亞亞;謝利;黃穎為;裴璐;付云崗
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;C09D11/52;C09D11/037;C09D11/102
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發明涉及一種基于非晶相碳材料的水性導電油墨及制備方法。一種基于非晶相碳材料的水性導電油墨，包含如下原料：非晶相碳材料10?20重量份，水性聚氨酯20?35重量份，甲基丙烯酸甲酯10?20重量份，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5?10重量份、過硫酸鉀5?8重量份，十二烷基硫酸鈉4?10重量份，液態石蠟2?5重量份，消泡劑3?7重量份，去離子水10?20重量份。其中非晶相碳材料由廢棄聚酯纖維經醇解、炭化后得到。本發明導電油墨不含有溶劑，對環境友好，且具備良好的導電性和性能穩定性，符合綠色導電油墨對安全和環保的要求。

技術領域

本發明屬于水性印刷包裝油墨的制備領域，具體地，涉及一種基于非晶相碳材料的水性導電油墨及制備方法。

背景技術

導電油墨是一種功能性特種油墨，一般由導電填料、連結料、溶劑、添加劑構成。水性油墨簡稱為水墨，它主要由水溶性樹脂、有機顏料、溶劑及相關助劑經復合研磨加工而成。水性導電油墨是一種既具有水性油墨特性又具有導電性能的添加了導電填料的新型功能油墨。其中納米水性導電油墨備受關注，納米水性導電油墨主要由納米級的導電填料、連結料、水性導電油墨用助劑、水性導電油墨用溶劑組成。它已經成為當前油墨領域最具發展潛力及商業價值的材料，因為它使印刷技術超越了原本的傳遞油墨至承印物上印刷圖文載體的范疇，發展到機械產業的智能制造與微納制造、電子信息產業的晶體管和光電信息傳遞、及藝術設計領域的功能化設計和交互體驗等領域，使基于傳統的印刷技術的科技再次以時代弄潮兒的姿態登上自然科學的舞臺。

安全和環保是各行業尤其是涂料、油墨等行業的焦點所在，同時也是消費者的關注點。隨著消費水平的提高，消費者對產品的包裝印刷在美觀和功能特性等方面提出了更高的需求，油墨的需求量也在不斷增加，但是質量優異的溶劑型油墨對環境的污染以及對人體健康有巨大影響，因此，油墨的安全和環保需求是其可持續發展的關鍵點。

發明內容

現有技術存在的問題是：現有導電油墨中含有大量有毒有害物質，存在安全和環保問題。

針對現有技術存在的不足，本發明的目的之一在于提供一種非晶相碳材料，本發明的目的之二在于提供上述非晶相碳材料的制備方法，本發明的目的之三在于提供一種基于非晶相碳材料的水性導電油墨，本發明的目的之四在于提供上述基于非晶相碳材料的水性導電油墨的制備方法。

本發明的技術方案：

一種非晶相碳材料，將廢棄聚酯纖維經醇解后得到聚酯低聚物，將聚酯低聚物進行炭化處理得到所述非晶相碳材料，其中，所述原料包含下述重量份組分：廢棄聚酯纖維30-50份，乙二醇15-30份，鈦酸異丙酯0.5-2.5份。

優選的是，所述廢棄聚酯纖維在醇解前，經過預處理過程，所述預處理過程包含下述步驟：將廢棄聚酯纖維依次經過清洗、漂洗和干燥后得到預處理的廢棄聚酯纖維。

優選的是，所述清洗試劑為去離子水。

優選的是，所述漂洗試劑為過氧化氫和去離子水。

優選的是，所述干燥過程包括下述步驟：將漂洗后的廢棄聚酯纖維自然風干，然后再真空干燥。

本發明還提供上述非晶相碳材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將廢棄聚酯纖維和乙二醇混合，浸泡；

(2)向步驟(1)中加入鈦酸異丙酯進行醇解反應；

(3)將步驟(2)反應產物過濾、清洗、真空干燥得到聚酯低聚物；

(4)將步驟(3)得到聚酯低聚物在惰性氣體保護下進行炭化處理得到非晶相碳材料。

優選的是，所述步驟(1)中浸泡溫度為120-140℃，優選地，浸泡時間為30-60分鐘。

優選的是，所述步驟(2)中醇解溫度為140-160℃，優選地，醇解時間為4-8小時。